MECANISMOS DE TRANSPORTE RENAL: REABSORCIÓN DE NaCl Y AGUA

Transcripción

1 MECANISMOS DE TRANSPORTE RENAL: REABSORCIÓN DE NaCl Y AGUA Miryam Romero, MSc., PhD. Profesora de Fisiología Departamento de Ciencias Fisiológicas UNIVERSIDAD DEL VALLE 1

2 Magnitud de los recambios renales Aunque cada día se filtran en los glomérulos humanos 180 L de un fluido esencialmente sin proteína, sólo se excretan en orina menos del 1% de agua y de NaCl y cantidades variables de otros solutos 2

3 Distribución y Balance de Sodio 3

4 Por medio de los Composición de la orina procesos de reabsorción y secreción, los túbulos renales modulan el volumen y la composición de la orina y de esta manera controlan en forma precisa, el volumen, la osmolalidad, la composición y el ph de los compartimientos fluidos intra y extracelulares 4

5 TÚBULO PROXIMAL 65-70% del filtrado se reabsorbe. Transporte activo de Na +. Reabsorción pasiva de agua y otros solutos. Porción reabsorbida isosmótica con relación al plasma. Secreción de H +, ácidos y bases orgánicas. Manejo diferencial de los solutos. 5

6 Cambios en la composición de solutos a lo largo del túbulo proximal 6

7 TÚBULO PROXIMAL Modelo celular Reabsorción de Na + en túbulo proximal es un buen ejemplo de transporte por la vía transcelular. La reabsorción de Na + en este segmento depende de la operación de la bomba Na + - K + -ATPasa situada exclusivamente en la membrana basolateral. Algo del agua se reabsorbe por la vía paracelular en túbulo proximal y hay arrastre de solutos particularmente Ca ++ y K +. 7

8 Fuerzas impulsoras que participan en el transporte de Na + 8

9 Procesos de transporte de Na + en la primera mitad del túbulo proximal. En A se muestra el transportador Na + - H + en la membrana apical y el transportador de HCO 3 - en la membrana basolateral y estos dos median la reabsorción de NaHCO 3. En B se muestra la operación del cotransportador Na + -glucosa en membrana apical y el transportador de glucosa en membrana basolateral y median la reabsorción de Na + -glucosa. La reabsorción de Na + está acoplada con aa, Pi y lactato. Los cotransportadores con Na + para estos solutos están en la membrana apical y los transportadores específicos de lactato, aa y Pi están en la membrana basolateral. 9

10 Modelo celular de la reabsorción de Na + en la primera mitad del túbulo proximal 10

11 Reabsorción de NaCl en la segunda mitad del túbulo proximal es por vía transcelular y paracelular. La reabsorción de NaCl establece un gradiente osmótico transcelular que es la fuerza impulsora para la reabsorción pasiva de agua 11

12 Modelo celular de transporte de Cl - en túbulo proximal 12

13 La reabsorción del agua en túbulo proximal: reabsorbe el 67% del agua filtrada. La fuerza impulsora para esta reabsorción es el gradiente osmótico transtubular establecido por la reabsorción de solutos. El túbulo proximal es muy permeable al agua y el agua fluye por las uniones estrechas. El agua sigue la reabsorción de soluto. Una consecuencia importante del flujo osmótico de agua por las dos vías en túbulo proximal es que algunos solutos como K + y Ca ++ entran al fluido reabsorbido por un proceso de arrastre por solvente ( solvent drag ). 13

14 Adaptaciones del túbulo proximal que facilitan la reabsorción neta La membrana luminal tiene microvellosidades: borde en cepillo con proteínas acarreadoras y enzima anhidrasa carbónica. La alta permeabilidad al agua de ambas membranas: presencia de canales de agua (acuaporinas1). 14

15 Adaptaciones del túbulo proximal que facilitan la reabsorción neta La primera mitad del túbulo proximal reabsorbe preferencialmente HCO 3-. Hay creación de un gradiente osmótico. La actividad de la ATPasa es mucho más baja que la de la rama ascendente gruesa del Asa de Henle o del túbulo distal. Las uniones estrechas del túbulo proximal son bastantes laxas ( leaky ): la ruta paracelular es de baja resistencia. 15

16 La reabsorción de Na + y Cl - en el TÚBULO PROXIMAL a) Vía paracelular (2/3partes) y transcelular (1/3 parte). b) meq se filtran cada día, aproximadamente meq se reabsorben en el túbulo proximal es decir ~ 67% de la carga filtrada. c) Queda al final de esta porción, un fluido intratubular isosmótico comparado con la osmolaridad del plasma. d) la reabsorción de prácticamente todos los solutos orgánicos, el Cl -, otros iones y el agua, está acoplada a la reabsorción del Na +, de modo que los cambios que haya en esta última, influyen sobre la reabsorción del agua y de otros solutos. 16

17 Dependencia del consumo de O 2 sobre el transporte de Na + La reabsorción de Na + (J Na ) se varió cambiando la GFR, administrando diuréticos, o imponiendo hypoxia. El consumo de O 2 se computó de la diferencia arteriovenosa de PO 2. El consumo de O 2 y la reabsorción de Na + es paralela: actividad de la bomba Na + - K + ATPasa 17

18 SECRECIÓN EN TÚBULO PROXIMAL Hay secreción de cationes y aniones orgánicos, muchos son productos finales del metabolismo y circulan en el plasma. También secreta numerosos compuestos orgánicos exógenos como drogas (penicilina), PAH. 18

19 Modelo celular de secreción de un anión orgánico (por ej. PAH) a través del túbulo proximal: El paraamihipúrico entra a la célula por la membrana basolateral por un mecanismo de contratransporte PAH- -cetoglutarato. El KG entra en contra de gradiente por movimiento de Na+ hacia adentro de la célula. El KG recicla a través de la membrana basolateral. PAH sale por membrana apical por gradiente de concentración con mecanismo desconocido 19

20 Modelo celular de secreción de un catión orgánico (OC+) a través de túbulo proximal. Este catión entra por difusión facilitada a través de la membrana basolateral. El catión deja la célula por intercambio con H + por un mecanismo antiporte OC + -H + 20

21 CAPTURA POR EL CAPILAR PERITUBULAR Papel de las fuerzas de Starling en túbulo proximal Este paso generalmente es en la dirección intersticiocapilar porque las fuerzas de Starling que dominan son Pi (presión hidrostática del intersticio) y c (presión oncótica capilar). Estas fuerzas no afectan el transporte en Asa de Henle, ni en túbulo distal ni en el colector porque estos segmentos son menos permeables al agua. 21

22 BALANCE GLOMÉRULO TUBULAR Se refiere al hecho de que cuando el balance de Na + es normal, la reabsorción de Na + y de agua aumentan en paralelo en la medida en que haya un aumento en la tasa de FG y en la carga filtrada de Na +. De esta manera, una fracción constante del Na + y del agua filtrados, se reabsorben en túbulo proximal a pesar de la variaciones en la tasa de FG. Con este mecanismo se garantiza que los cambios espontáneos en la tasa de filtración glomerular no alteren el balance de Na +. Dos mecanismos responsables del este balance: 1. Factores peritubulares: Relacionado con las presiones oncóticas e hidrostáticas entre los capilares peritubulares y el espacio intercelular lateral 2. Factores luminales: relacionado con la carga filtrada de glucosa 22 y aminoácidos

23 Balance Glomérulo tubular: Dependencia de la reabsorción de Na + de la carga de sodio filtrada 23

24 1- Factores peritubulares a) Un aumento en la GFR ( RPF constante) produce un aumento de la concentración de proteína por encima de lo normal en el plasma del capilar glomerular. b) El plasma rico en proteína deja los capilares glomerulares, fluye a través de la arteriola eferente y entra a los capilares peritubulares. c) La presión oncótica elevada, aumenta el movimiento de soluto y agua desde el espacio intercelular lateral hacia los capilares tubulares y de esta manera aumenta la reabsorción neta de agua y soluto por parte del túbulo proximal. 24

25 Balance Glomérulo-tubular (fuerzas de Starling) 25

26 2- Factores luminales 1. Se inicia por un aumento en la carga filtrada de glucosa y aminoácidos. 2. La reabsorción de Na + en la primera parte del túbulo proximal está acoplada a glucosa y aa. 3. La tasa de reabsorción de Na + depende en parte de la carga filtrada de glucosa y aa. 4. Por consiguiente, en la medida en que la GFR y la carga filtrada de glucosa y aminoácidos aumenta, también aumenta la reabsorción de agua y Na + 26.

27 Además del balance glomérulotubular que opera para minimizar los cambios en la carga filtrada de Na +, se activa también la retroalimentación túbuloglomerular en el caso de que aumente la GFR. Estos procesos que retornan la GFR y la filtración de Na + a los valores normales. 27

28 Los cambios espontáneos de GFR (por ej. los producidos por cambios en la postura), solo aumentan la cantidad de Na + filtrada durante unos pocos minutos. Mientras se recuperan los valores normales de GFR, los mecanismos responsables del balance glomérulo-tubular mantienen una tasa constante de excreción urinaria de Na +, manteniendo la homeostasis de Na +. 28

29 ASA DE HENLE Reabsorbe ~ 25% del NaCl y del K + filtrados. Ca ++ y HCO 3 - también se reabsorben. La rama ascendente delgada tiene muy baja capacidad de reabsorción. La rama descendente delgada no reabsorbe cantidades significativas de solutos. El Asa reabsorbe ~ 15% de del agua filtrada y ocurre exclusivamente en la rama descendente. La rama ascendente es impermeable al agua. 29

30 Modelo celular de la reabsorción de Na + en la rama ascendente gruesa del Asa de Henle 30

31 Modelo celular de transporte de Cl - en rama ascendente gruesa del Asa de Henle 31

32 TÚBULO DISTAL Y DUCTO COLECTOR El túbulo distal y ducto colector reabsorben aprox. 7% del NaCl filtrado Secreta cantidades variables de K + e H + Reabsorbe una cantidad variable de agua (entre 8% y 17%). La reabsorción de agua depende de la concentración plasmática de ADH (hormona antidiurética). 32

33 El segmento inicial del túbulo distal reabsorbe Na +, Cl -, y Ca ++ y es impermeable al agua. NaCl entra por membrana apical por un transporte acoplado Na + -Cl -. El Na + sale por Na + -K + ATPasa y Cl - por canales. Los diuréticos tiazida inhiben el transportador Na + -Cl - La dilución del fluido tubular que se inició en la rama gruesa ascendente, continúa en este segmento inicial del túbulo distal. 33

34 Modelo celular de los transportes en túbulo contorneado distal 34

35 El segmento final del túbulo distal y el ducto colector están formados por dos tipos de células: principales e intercaladas. Las principales reabsorben Na + y agua y secretan K +. Las células intercaladas secretan H + o HCO 3 - y son muy importantes en la regulación ácido básica. En las intercaladas también se reabsorbe K +. La reabsorción de Na + y la secreción de K + en células principales depende de la actividad de la Na + -K + ATPasa en la membrana basolateral. 35

36 Modelos celulares de transporte de Cl - en nefrón distal 36

37 El nefrón distal también aumenta la reabsorción de sodio en respuesta a una aumentada carga de sodio El principio es el mismo que para el transporte de la glucosa en túbulo proximal. a) En este caso, la [Na + ] luminal cae menos cuando el flujo aumenta b) Los mecanismos responsables de la reabsorción de Na + en el nefrón distal trabajan más rápido a mayores concentraciones luminales de Na +. c) El aumento de flujo en un factor de 4 en el nefrón distal, puede causar una reabsorción acumulada de Na + elevada solamente en un factor de 2. 37

38 Transporte de NaCl a lo largo del nefrón 38

39 Manejo renal de Sodio a lo largo del nefrón 39

40 Transporte de agua a lo largo del nefrón 40

41 Aldosterona División simpática del sistema nervioso autónomo Arginina Vasopresina (ADH) aumentan la reabsorción de sodio Péptido natriurético atrial Inhibidor endógeno de la ATPasa Prostaglandinas Bradikinina Dopamina decrecen la reabsorción de sodio 41

42 Hormonas que regulan la reabsorción de NaCl y agua a lo largo del nefrón Todas las hormonas listadas actúan en minutos con excepción de la aldosterona que ejerce su acción sobre la reabsorción de NaCl con un retardo de una hora. * El efecto sobre la reabsorción de H 2 O no incluye la Rama Ascendente Gruesa (TAL) 42

43 Efectos agudos de la administración intravenosa de aldosterona sobre la excreción de electrolitos en humanos 43

44 Acciones celulares de Aldosterona 44