Homeostasis de los Líquidos Corporales y Regulación Osmótica

Homeostasis de los Líquidos Corporales

Debemos ingerir la misma cantidad de agua que la que excretamos, regulando los procesos de filtración, reabsorción y secreción.

Balance de Agua en el Cuerpo

Equilibrio hidroeléctrico: las cantidades de agua y solutos se encuentran en las cantidades necesarias y distribuidas de forma equilibrada en el organismo. Los ingresos son iguales a las pérdidas.

Estímulo del Centro de la Sed en el Hipotálamo

• Angiotensina II
• Reducción de la presión arterial (P.A.) y la volemia
• Aumento de la osmolaridad (estímulo fuerte)

Cambios de Osmolaridad en la Nefrona

Proceso:

1. El filtrado isotónico pasa por el túbulo contorneado proximal, haciéndose cada vez más concentrado hasta que llega al asa de Henle.
2. En la parte descendente del asa de Henle se absorbe solo agua, aumentando la concentración (fluido hiperosmótico). En la ascendente se absorben iones y no agua (fluido hiposmótico).
3. Tras esto, las hormonas (ADH, etc.) controlan la permeabilidad del túbulo distal.
4. Finalmente, pasa al túbulo colector, donde se absorben agua e iones dependiendo de la osmolaridad de la orina.

Regulación de la Osmolaridad

1. Regulación del Sodio y Cloro

1.1. Nivel del Sistema Nervioso (SN)

Se produce un aumento del apetito por la sal por los siguientes estímulos:

• Reducción de la concentración de sodio en el líquido extracelular (LEC)
• Reducción de la volemia o aumento de la P.A.

1.2. Nivel Renal

Depende de la filtración y reabsorción; no se secreta (se excreta <1%, casi todo se reabsorbe).

• 65% en el túbulo proximal
• Nada en el asa descendente delgada
• 25% en el asa ascendente gruesa
• 5% en el túbulo contorneado distal
• 3% en el túbulo colector

2. Regulación del Potasio

Depende de la excreción a nivel renal (que varía del 1 al 110%), modificando su reabsorción y secreción.

• 67% se reabsorbe en el túbulo proximal
• 20% en el asa gruesa ascendente
• Si la dieta es baja en K, se reabsorberá más en el túbulo distal
• Al comienzo del túbulo colector se secreta si es necesario disminuir su cantidad

3. Regulación del Calcio

Depende de la filtración y reabsorción a nivel renal; no hay secreción. Casi todo se reabsorbe (<1% se excreta).

• 67% en el túbulo proximal
• 25% en el asa gruesa ascendente (inhibe la furosemida)
• 8% en el túbulo distal (la PTH y los diuréticos tipo tiazida estimulan la reabsorción)

4. Regulación del Fosfato

Depende de la filtración y reabsorción a nivel renal.

• 70% en el túbulo proximal (la PTH disminuye la reabsorción)
• 15% en el asa delgada descendente
• Nada en el asa ascendente, túbulo distal y colector
• Se excreta más o menos el 15%

Factores que Regulan la Osmolaridad y Volumen del LEC Vía Renal

1. Centro de la Sed en el Hipotálamo

Estimula la sensación de sed y la ingesta de agua, aumentando la volemia y disminuyendo la osmolaridad.

2. Angiotensina II

Estimula la secreción de aldosterona, que reduce la pérdida de agua (aumenta la volemia y disminuye la osmolaridad).

3. Aldosterona

Aumenta la reabsorción de sodio y cloro en el túbulo distal y colector, elimina K y con ello la reabsorción de agua por gradiente de concentración (aumenta la volemia y disminuye la osmolaridad).

4. Péptido Natriurético Auricular (PNA)

Estimula la natriuresis (excreción de Na y Cl) y la diuresis (excreción de agua), disminuyendo la volemia y aumentando la osmolaridad.

5. Hormona Antidiurética (ADH)

Aumenta la permeabilidad al agua (aumento de acuaporinas) para su reabsorción, aumentando la volemia y disminuyendo la osmolaridad.

Aldosterona

Aumenta la reabsorción de sodio y cloro en el túbulo distal y colector, elimina K y con ello la reabsorción de agua por gradiente de concentración (aumenta la volemia y disminuye la osmolaridad).

Regulación

Un aumento de K en sangre provoca un aumento de la aldosterona, lo que a su vez aumenta la secreción de K a nivel renal, disminuyendo el K en sangre.

Regulación de la Disminución de la P.A. por el Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (RAA)

1. Se activa ante una disminución de la presión arterial sistémica que provoca un menor flujo sanguíneo o presión sanguínea en los riñones. La regulación nerviosa simpática (centro cardiovascular) de una disminución de la P.A. estimula la secreción de renina, también por barorreceptores de la arteriola aferente (disminución de la P.A.) y por estimulación paracrina de la mácula densa, que detecta cambios en la osmolaridad o volumen de agua.

2. Las células yuxtaglomerulares secretan renina, que utiliza angiotensinógeno del hígado para sintetizar angiotensina I. Esta se cataliza por acción de la enzima convertidora de angiotensina I para sintetizar angiotensina II, que es la que realiza el efecto.

3.

a. Acción vasoconstrictora en las arteriolas del riñón, que aumenta la resistencia al flujo sanguíneo (aumenta la P.A.). También vasoconstricción superficial para evitar la pérdida de agua (volemia) por sudoración.

b. Secreción de aldosterona en la corteza suprarrenal para reabsorber a nivel renal en el túbulo distal y colector iones de sodio y agua, y eliminar K, lo que aumenta la volemia (disminuye la osmolaridad) y el gasto cardíaco (aumenta la P.A.).

c. Estimula el centro de la sed en el hipotálamo (aumenta la volemia y la P.A.).

d. Aumenta la actividad simpática, con efecto inotrópico positivo, que aumenta la contractibilidad (aumenta el volumen sistólico de eyección, el gasto cardíaco y la P.A.).

e. Aumenta la secreción de ADH en la neurohipófisis, que aumenta la reabsorción de agua a nivel renal.

ADH o Vasopresina

Se sintetiza en los núcleos neuronales supraóptico y paraventricular del hipotálamo mediante neuronas neuroendocrinas magnocelulares que conectan mediante sus axones con la neurohipófisis. El transporte se realiza por vesículas que se almacenan en esta hasta ser liberadas por exocitosis a la sangre.

Acción a Nivel Renal

Aumenta la permeabilidad al agua (aumento de acuaporinas) para su reabsorción por difusión pasiva, aumentando la volemia y disminuyendo la osmolaridad. También estimula el transportador NKCC y aumenta la permeabilidad al agua en el túbulo colector.

Acción a Nivel Sistémico

Produce vasoconstricción, que aumenta la resistencia al flujo y la P.A. También produce vasodilatación del tejido miocardio y cerebral para aumentar su irrigación en estados de baja presión.

Control y Regulación de la ADH

Por Osmorreceptores

1. El aumento de la osmolaridad (disminución de la volemia, disminución de la P.A.) estimula los osmorreceptores hipotalámicos, que activan las células magnocelulares que producen ADH y la liberan en la neurohipófisis. El hipotálamo también estimula directamente el centro de la sed.

2. El descenso de la osmolaridad (aumento de la volemia, aumento de la P.A.) inhibe los osmorreceptores hipotalámicos, por lo que no se produce ADH.

Por Volumen Sanguíneo

Los receptores en las aurículas inhiben la liberación de ADH cuando aumenta la volemia.

Por Barorreceptores

En el seno carotídeo y la aorta, una disminución de la P.A. estimula la liberación de ADH para aumentar la volemia (y la P.A.).

Otros Factores

• El alcohol inhibe la liberación de ADH.
• La angiotensina II estimula la liberación de ADH.
• La temperatura baja inhibe la liberación de ADH.
• La fiebre estimula la liberación de ADH.

Oxitocina

• Contracción del útero (como en el parto)
• Estimulación del cuello uterino
• Expulsión de leche por las mamas

El alcohol regula el efecto de la ADH, ya que impide que la ADH se una a sus receptores (disminuye su efecto) y, por tanto, aumenta la diuresis.

Homeostasis de los líquidos corporales: el ANP se libera desde las células cardíacas de la aurícula derecha en respuesta a un aumento de la volemia. Produce vasodilatación, aumenta la filtración en el riñón, y en la hipófisis produce menor liberación de ADH.

Sobre la corteza adrenal, libera menos aldosterona y en el riñón se opone a los mecanismos ahorradores de agua; y en su conjunto, al disminuir el volumen de sangre y aumentar el tamaño de los vasos, disminuye la presión arterial.

Regulación de la Disminución de la P.A. por ADH (Vasopresina u Hormona Antidiurética)

La disminución de la presión en este caso se debe a un menor volumen sanguíneo (hipovolemia), como en la deshidratación.

Pasos

1. Los osmorreceptores del hipotálamo captan el aumento de la osmolaridad sanguínea debida a la pérdida de agua y comienzan a producir ADH. No captan la disminución de la presión sanguínea.

2. El hipotálamo estimula el centro de la sed para aumentar la volemia y con ello la P.A.

3. Se libera ADH en la neurohipófisis, que viaja por circulación sistémica al sistema renal para aumentar la reabsorción de agua, aumentando la volemia.

4. A nivel sistémico, produce vasoconstricción sistémica, que aumenta la resistencia al flujo y la P.A. También produce vasodilatación del tejido miocardio y cerebral para aumentar su irrigación en estados de baja presión sanguínea.

Regulación del Aumento de la P.A. por Péptidos Natriuréticos (ANP y BNP)

La liberación se produce cuando la aurícula sufre una distensión causada por un exceso de retorno venoso, que está aumentado por el aumento de la volemia (hipervolemia) y con ello de la P.A.

1. La liberación de PNA por las células miocárdicas de las aurículas provoca un aumento de la natriuresis (mayor excreción de Na por la orina) y la diuresis (mayor excreción de agua por la orina). También provoca un aumento de la vasodilatación (disminución de la resistencia al flujo, disminución de la P.A.), que causa un aumento de la filtración capilar (mayor área transversal, mayor volumen de líquido intersticial, disminución de la volemia, disminución de la P.A.).

2. La excreción de sodio y agua por la orina provoca una disminución de la volemia o volumen sanguíneo y, con ello, de la P.A.

3. El aumento de la filtración capilar causa una disminución de la volemia, ya que parte del agua y los solutos pasan al líquido intersticial.

Balance de Sodio en el Cuerpo

Estímulos para el Aumento del Apetito por la Sal o Na

1. Reducción de la concentración de Na en el LEC.

2. Reducción del volumen sanguíneo o de la P.A.

Proceso

Todas las células de la nefrona tienen la bomba Na+-K+ en la membrana basolateral, la que genera el gradiente.

1. Mantiene el Na dentro de la célula bajo, impulsando el Na de la nefrona hacia la célula.

2. El Na+ bombeado genera un gradiente electroquímico que atrae hacia el interior de la célula al que está en la luz tubular.

3. El K+ vuelve a difundir al intersticio o a la luz tubular (en el asa ascendente y el túbulo contorneado distal).

Regulación

El aumento de la PTH y los diuréticos tiazidas aumentan la reabsorción en el túbulo distal.

Partes

En el túbulo contorneado proximal (TCP) inicial se reabsorbe Na+ junto con solutos orgánicos, diluyendo la orina.

En el TCP final se reabsorbe Na junto a Cl (que sale por difusión pasiva), lo que crea un gradiente que favorece la reabsorción de cationes.

Asa ascendente de Henle: no se reabsorbe agua y sí solutos. (En la parte delgada, reabsorción pasiva de NaCl, no agua). (En la gruesa, el NKCC reabsorbe iones). Parte del K+ reabsorbido difunde de nuevo al túbulo, manteniendo la carga positiva en el interior del túbulo, lo que es importante para la reabsorción de cationes como Mg++ o Ca++.

La furosemida inhibe el transportador de iones.

En el túbulo distal también hay reabsorción.

Balance de Potasio en el Cuerpo

La mayor parte se reabsorbe al comienzo del TCP por el gradiente formado y en el asa ascendente por el NKCC. Se reabsorbe Na, le sigue el agua y, por tanto, todo se concentra y, por gradiente de concentración, el K pasa por difusión. El K está dentro de las células, por lo que en plasma hay menos. Son más importantes los mecanismos de secreción. Se puede eliminar todo el potasio filtrado.

Manejo Renal de Iones en el Túbulo Contorneado Distal (TCD) Final

Se produce reabsorción de Na+ gracias al gradiente creado por la bomba Na+/K+.

Regulación del pH

Se produce secreción de H+ (con el fin de eliminar H+ y no de reabsorber HCO3-) a través de la H+/K+ ATPasa. También se recapta K como efecto secundario.

Regulación de la Osmolaridad y el Volumen de Agua

Mecanismos de Regulación del Volumen de Agua Corporal

Se regula la entrada y salida de agua. Los mecanismos de ahorro son principalmente dos:

• Hormona ADH (antidiurética o vasopresina)
• Eje Renina-Angiotensina-Aldosterona (RAA)
• Adrenalina (aumentará la presión arterial, lo que hace que la filtración aumente)

El mecanismo principal de eliminación es:

• Péptidos Natriuréticos, principalmente el auricular (ANP)

Papel del Eje Renina-Angiotensina-Aldosterona

La secuencia se inicia en el riñón, en respuesta a la disminución de la P.A.

1. El aparato yuxtaglomerular libera renina a la sangre por estimulación simpática y retroalimentación paracrina desde la mácula densa.

2. La renina produce que la proteína angiotensinógeno (proteína que viene del hígado) se transforme en angiotensina I. En los pulmones se transforma en angiotensina II (ATII) (lo hace por la enzima convertidora de angiotensina). La ATII actúa sobre la glándula suprarrenal y produce la liberación de aldosterona, aumentando la presión arterial. Hay fármacos, IECA, que inhiben la formación de angiotensina II, disminuyendo la presión arterial.

La ATII ejerce sus efectos en:

• Glándula suprarrenal: secreción de aldosterona
• Vasos sanguíneos: vasoconstricción
• Riñón: reabsorción de Na+
• Hipotálamo: aumento de la sed
• Hipófisis: liberación de ADH

La ADH y la angiotensina II, que son mecanismos ahorradores de agua, producen un aumento de la sed.

La Aldosterona ejerce sus efectos en:

• Riñón: aumento de la reabsorción de Na+ y la secreción de K+ (en el túbulo colector y el túbulo distal). También se produce en el intestino grueso y en las glándulas salivales y sudoríparas. Reabsorción de agua por el gradiente osmótico de Na+ generado.

Liberación de Renina en Respuesta a:

(en cursiva, la relación con la presión arterial)

1. Disminución de la presión arterial
2. Cambio de la posición supina a la erecta
3. Disminución de la ingesta de sal
4. Agentes beta-adrenérgicos o simpaticomiméticos
5. Inhibidores de prostaglandinas

Se Inhibe la Liberación de Renina si:

1. Aumento de la presión arterial
2. Cambio de la posición erecta a la supina
3. Antagonistas beta-adrenérgicos
4. Inhibidores de las prostaglandinas
5. Disminuye el potasio (retroalimentación negativa)
6. ADH
7. Angiotensina II

Regulación de la Osmolaridad

Homeostasis: Papel de la ADH

Sintetizada en el hipotálamo, se libera en la neurohipófisis en respuesta a:

• Aumento de la osmolaridad
• Descenso de la P.A.
• Descenso de la volemia

Funciones

• Aumenta la permeabilidad al agua
• Aumenta la reabsorción de urea (UT1)
• Aumenta la actividad del NKCC

En el riñón, estimula la reabsorción de agua en el túbulo colector.

En los vasos sanguíneos, produce vasoconstricción (aumenta la P.A.).

El etanol impide que la ADH se una a sus receptores. Si no se puede reabsorber agua, aumenta la diuresis. Dar alcohol con hipotermia es malo.

Papel del ANP

Se libera desde las células cardíacas de la aurícula derecha en respuesta a un aumento de la volemia. El BNP (cerebro) tiene efectos similares, pero menores.

Funciones

• Vasos: vasodilatación
• Riñón: aumento de la filtración
• Hipófisis: menor liberación de ADH

Manejo Renal de Iones: Fosfato

La PTH alta reduce la reabsorción de fosfato. Se reabsorbe la mayoría (70%) al comienzo del túbulo contorneado proximal (diluyendo la orina) y el 15% en el comienzo del tubo recto del asa de Henle descendente. Así pues, un 15% de lo filtrado en el glomérulo se excreta por la orina.

Calcio

Se reabsorbe en gran parte (67%) al comienzo del túbulo contorneado proximal junto a solutos orgánicos, diluyendo la orina. El 25% en la parte gruesa del asa de Henle ascendente (inhibido por la furosemida); el NaCl también se reabsorbe en la parte delgada de forma pasiva. En el túbulo distal se reabsorbe un 8%, estimulado por la PTH y los diuréticos de la familia tiazida. Así pues, <1% de lo filtrado en el glomérulo se excreta por la orina.

Magnesio

Se reabsorbe 1/3 al comienzo del túbulo contorneado proximal junto a solutos orgánicos, diluyendo la orina. La mayor parte se reabsorbe en la parte gruesa del asa de Henle ascendente (inhibido por la furosemida). En el túbulo distal se reabsorbe un 5%. Así pues, el 5% de lo filtrado en el glomérulo se excreta por la orina.