Seminario de Fisiología Renal REGULACIÓN DEL BALANCE DE H2O Y MECANISMOS DE DILUCIÓN Y CONCENTRACIÓN URINARIA. Dr. Ernesto Castro Aguilar Julio 2014

Transcripción

1 ! Seminario de Fisiología Renal REGULACIÓN DEL BALANCE DE H2O Y MECANISMOS DE DILUCIÓN Y CONCENTRACIÓN URINARIA Dr. Ernesto Castro Aguilar Julio 2014

2 TRASTORNOS DEL METABOLISMO DEL AGUA

3 PORCENTAJE DE AGUA Embryo Newborn Adult Older adult 97% 70 80% 60% 45 55% Mujeres : 50%

4 DISTRIBUCIÓN DEL AGUA CORPORAL TOTAL Líquido intracelular (LIC): 2/3 partes Líquido extracelular (LEC): 1/3 partes Líquido intersticial (LI): 75% del LEC Líquido intravascular (LIV): 25% del LEC

5

6 DISTRIBUCIÓN DE AGUA CORPORAL TOTAL Masculino 75 Kg ACT 60% peso= 45L LIC = 30 L LEC = 15 L LI= L LIV= 3.75L Femenina 60 Kg ACT = 30 L LIC = 20 L LEC = 10L LI= 7.5L LIV 2.5L

7 FUNCIONES DEL AGUA Tranporte de nutrientes, electrolitos y oxígeno a las células Excreción productos de desecho Regulación temperatura corporal Lubricación de articulaciones y membranas Medio para la digestión de alimentos

8 BALANCE HÍDRICO Table U1-3 Fluid Intake Daily Body Fluid Intake and Losses Fluid Losses Liquid ml Urine ml Food ml Feces 100 ml Oxidation ml Lungs ml Skin ml Total ml ml

9 MOVIMIENTO DE AGUA Difunde libremente entre membranas en respuesta a gradiente de concentración de solutos. Cantidad de agua dependerá de la cantidad de soluto en ese compartimento Soluto principal en LEC : sodio y en el LIC : potasio. Na+-K+ - ATPasa.

10 Movimiento de agua entre líquido intersticial e intravascular Determinado por las fuerzas de Starling Presión hidrostática capilar es mayor que presión oncótica Se produce ultrafiltrado Reabsorción por linfáticos

11 Intravascular Fluid Plasma hydrostatic pressure (18 mm Hg) Plasma colloid osmotic pressure (28 mm Hg) Capillary Tissue space Interstitial Fluid Tissue hydrostatic pressure ( 6 mm Hg) Tissue colloid osmotic pressure (4 mm Hg) Arteriole End: Movement of fluid is from blood stream into tissue space Venous End: Movement of fluid is from tissue space into blood stream

12

13 OSMOLARIDAD Concentración de solutos en un determinado solvente Adición de solutos aumenta osmolaridad. Osmolaridad sérica calculada: 2(Na+) + NU/2.8 + glucosa/18 NU difunde libremente por membranas y glucosa es internalizada No ejercen gradiente osmótico.

14 TONICIDAD Es la osmolaridad efectiva Concentración de solutos en plasma que ejercen gradiente osmótico Producen movimiento de agua : (edema o deshidratación celular).

15 ORTOSTATISMO Y EDEMA Exceso de agua en LEC se reflejará en compartimento con mayor cantidad de agua (intersticio): edema Deficiencia de agua en LEC se reflejará en compartimento con menor cantidad de agua (intravascular): ortostatismo.

16 SODIO CORPORAL TOTAL Y CONCENTRACIÓN DE SODIO Sodio corporal total: determina la cantidad de líquido extracelular. Concentración de sodio: relación entre soluto y solvente. Determina la tonicidad (movimiento de agua entre membranas) Determina cantidad de agua intracelular

17 REGULACIÓN DE OSMOLARIDAD Cuando el aporte de agua es poco o hay pérdidas hipotónicas (sudor) se conserva agua al producir orina concentrada Producción orina <0.5mL/min (<1L/d), Uosm 1200 mosm/ kgh2o Cuando el aporte de agua es abundante Flujo urinario 10mL/min (14L/d), Uosm mOsm/KgH2O

18 REGULACIÓN DE BALANCE DE AGUA Osmoreceptores en hipotálamo controlan la secreción de AVP en respuesta a cambios en la tonicidad. En estado normal las pérdidas son iguales a las ingestas Mantener osmolaridad entre mosm/kg

19 VASOPRESINA Nonapéptido cíclico sintetizado en neuronas de núcleos supraóptico y paraventricular. Transportada a neurohipófisis Liberada en respuesta a aumento en plasma de osmolaridad y disminución de PA. Vida medía 15 min. Osmoreceptores en hipotálamo. 3 receptores: V1a, V1b y V2.

20 Receptor V1a: presentes en músculo liso y acoplados a vía de fosfoinositol. Causa aumento de calcio intracelular, resultado en contracción. V1b: a nivel hipofisis anterior donde regulan liberación de ACTH por vasopresina

21 RECEPTORES V2 Se encuentran en membrana basolateral de células principales en túbulo distal y todo el túbulo colector. Acopladas a proteína G y generación de AMPc que lleva a la inserción de aquaporinas en membrana apical de un segmento previamente impermeable.

22 Action of Vasopressin Lumen Cells Interstitium H 2 O Vesicles containing AQP2 AQP2 H 2 O H 2 O Protein kinase A ATP camp A C H 2 O H 2 O AQP4 AQP3 V 2 receptor Vasopressin

23 AQP 1: membranas apicales y basolaterales de túbulos proximales y en asa descendente fina AQP 3: expresión constitutiva en membrana basolateral de celulas corticales y tubulo conector. AQP4: expresada en membrana basolateral de de células principales medulares externas.

24 AQP-2 Responsable de permeabilidad variable de agua en túbulo distal y colector. Inserción apical de AQP2 permite reabsorción de agua Producida por alta osmolaridad intersticial alcanzada y mantenida por sistema contracorriente..

25 Response to Changes in Serum Osmolality Serum vasopressin (ng/l) Urine osmolality Thirst Vasopressin Maximally effective vasopressin levels Thirst Urinary osmolality (mosm/l) Serum osmolality (mosm/l)

26

27 MECANISMO DE ACCIÓN Cellular Mechanism of Vasopressin Action AQP3 Syntaxin 4 AQP2 H 2 O Luminal Actin filament motor G i Endocytic + retrieval Exocytic insertion Actin filament VAMP2 Recycling vesicle AQP2 Microtubule Gi + PKA camp G s ATP Microtubule motor G s AVP Adenylyl cyclase V2 receptor Basolateral AQP4

28 ABSORCIÓN TUBULAR DE AGUA

29 REABSORCIÓN TUBULAR En cada punto a lo largo de la nefrona la presión osmótica del fluido tubular es menor que la del espacio intersticial. Tasa de reabsorción está determinada por la magnitud del gradiente y la permeabilidad de agua del segmento. Permeabilidad en ducto colector es variable

30 HIPERTONICIDAD MEDULAR Para permitir la absorción de agua por medio osmótico la concentración en el intersticio medular debe ser superior a la presente en el lumen del ducto colector. La generación de este ambiente extracelular se logra a través de la multiplicación contracorriente producto de la disposición de las porciones descendiente y ascendente del asa de Henle.

31 SISTEMA CONTRACORRIENTE Asa de Henle se encarga de la generación y mantenimiento de gradiente intersticial osmótico Requiere consumo de energía y la presencia de diferencias en las características de la membrana de ambas porciones. Aumenta desde corteza renal (290 mosm/kg) hasta médula (1200 mosm/kg).

32 Transport Mechanisms in the Thick Ascending Limb Lumen Cells of thick ascending limb Interstitial fluid Na + K + Na + H + K + 2Cl Na + K + K + K + Cl Cl Na + K + Ca 2+ Mg 2+ + Paracellular diffusion Lumen-positive potential difference

33 GENERACIÓN DE GRADIENTE OSMÓTICO 1. Transporte activo de NaCl a través de porción ascendente genera diferencia osmótica entre fluido tubular e intersticio local 2. Baja permeabilidad al agua en porción ascendente previene la disipación del gradiente. 3. Alta permeabilidad al agua en porción descendente permite el equilibrio con el intersticio.

34 Flujo proveniente de túbulo proximal es isotónico. Se encuentra con hipertonicidad a nivel intersticial medular ( producto de reabsorción de NaCl en asa ascendente). Flujo en asa descendente busca encontrar equilibrio osmótico (entrada de solutos o salida de agua por ósmosis).

35 Estos eventos sumado a reabsorción continua de NaCL en asa ascendente resulta en un aumento progresivo de osmolaridad desde unión corticomedular hasta puntas de papilas. Al final se entrega una fluido hipotónico (100 mosm/kg) a nivel de túbulo distal.

36 Fuerza impulsadora de multiplicación contracorriente está dada por la reabsorción activa de Na+ en el asa gruesa ascendente. Mecanismo alterado por diuréticos de asa y de ahí su fuerte poder diurético al no poder generar un gradiente osmótico.

37 MULTIPLICACIÓN CONTRACORRIENTE

38 ROL DE LA UREA Asas delgadas son permeables a urea (ascendente > descendente) Segmentos distales (TAL ) son impermeables a urea. Asociado a reabsorción de agua en ducto colector por ADH lleva al desarrollo de alta concentración de urea en el lumen.

39 Transportadores de urea sensibles a vasopresina (UT-A1 y UT- A3) a nivel de segmento terminal de ducto colector medular interno. Urea es reabsorbida de forma pasiva al intersticio medular Resultado de reciclaje de urea es el de añadir urea a intersticio medular interno, aumentando la osmolaridad intersticial.

40 Urea en ductos colectores no tiene efecto osmótico Por otro lado la elevada concentración de urea en intersticio medular debe aumentar la reabsorción de agua. Vasopresina estimula la reabsorción de sodio en TAL y de urea por UT-A1 y UT-A3 en ducto colector medular interno.