Trabajo de Investigación Homeostasis y Sistema Renal

Transcripción

1 Colegio Árabe Área de Ciencias Subsector de Biología Trabajo de Investigación Homeostasis y Sistema Renal Profesor: Guillermo Perez. Alumnos: Osvaldo Abuawad. Sebastián Abusada. Guillermo Chahuan. Cesar Majluf. Curso: III Medio. 2002

2 Índice 1. Introducción 2. Homeostasis a. Mecanismos homeostáticos b. Homeostasis a nivel celular c. Homeostasis en el hombre 3. Sistema Renal 4. Conclusiones 5. Bibliografía

3 1. Introducción A continuación podrá apreciar un trabajo de investigación que abarca los contenidos de sistema renal y homeostasis. En el texto se plasman las explicaciones, funciones y estructuras de ambos conceptos. Con respecto a la homeostasis se destaca su función en el organismo del ser humano, y sus mecanismos, y referente al Sistema renal se realiza una descripción fisiológica del sistema, indicando sus funciones y mecanismos. Los principales objetivos de nuestro trabajo son aprender más sobre los métodos que utiliza el organismo del ser humano para mantener todos los niveles y funcionamiento de los órganos, en buenas condiciones y funcionando armoniosamente.

4 2. Homeostasis Proceso por el cual un organismo mantiene las condiciones internas constantes necesarias para la vida. Para que un organismo pueda sobrevivir debe ser, en parte, independiente de su medio; esta independencia está proporcionada por la homeostasis. El término homeostasis deriva de la palabra griega "homeo" que significa igual, y "stasis" que significa posición. En la actualidad, se aplica al conjunto de procesos que previenen fluctuaciones en la fisiología del organismo, e incluso se ha aplicado a la regulación de variaciones en los diversos ecosistemas o del universo como un todo. En los organismos vivos la homeostasis implica un consumo de energía necesaria para mantener una posición en un equilibrio dinámico. Esto significa que, aunque las condiciones externas puedan estar sujetas continuamente a variaciones, los mecanismos homeostáticos aseguran que los efectos de estos cambios sobre los organismos sean mínimos. Si el equilibrio se altera y los mecanismos homeostáticos son incapaces de recuperarlo, entonces el organismo puede enfermar y con el tiempo morir. La homeostasis es necesaria porque los organismos metabolizan moléculas de forma continua y originan productos de desecho potencialmente tóxico empleando sustancias importantes que es necesario reponer. Además de esto, los organismos también precisan mantener un medio intracelular constante indiferente a los efectos que las variaciones originan en su medio externo. 2.1 Mecanismos homeostáticos La homeostasis requiere que el organismo sea capaz de detectar la presencia de cambios en el medio y de controlarlos. Una pequeña variación respecto al nivel establecido iniciará una respuesta homeostática que restituirá el estado deseado del medio. La cibernética, conocida también como teoría de control, es el estudio de los mecanismos homeostáticos. Algunos mecanismos de la teoría de control son útiles para comprender los mecanismos homeostáticos. 2.2 Homeostasis a nivel celular Todos los organismos llevan a cabo la homeostasis a nivel celular, ya que para poder vivir es necesario que los componentes de las células se mantengan en unas concentraciones más o menos uniformes. La membrana celular es responsable de controlar qué sustancias pueden entrar y cuáles deben abandonar la célula; debe existir la posibilidad de que los productos de desecho salgan de la célula para evitar que alcancen niveles tóxicos. También deben captarse sustancias esenciales para el metabolismo para ser utilizadas en la respiración. En los organismos unicelulares la homeostasis es más complicada, ya que el medio que los rodea puede cambiar de forma drástica en muchos sentidos. Por el contrario, los organismos multicelulares facilitan la función de cada célula asegurando que el medio extracelular se mantenga gracias a la homeostasis, por lo que cada célula no estará expuesta a dichas grandes variaciones.

5 2.3 Homeostasis en el hombre La homeostasis se produce en todos los organismos, pero se ha estudiado con más detenimiento en el hombre y en otros mamíferos superiores. En estos animales complejos la homeostasis opera tanto en las células aisladas como en las integradas- fluidos corporales, tejidos y órganos. Puesto que se mantienen condiciones constantes dentro del tejido, cada célula está sometida a variaciones más pequeñas en su propio medio externo. Existe un intercambio constante entre la sangre y el líquido extracelular que baña cada célula; es la composición estable de la sangre la que hace posible que se mantenga la invariabilidad del líquido extracelular. La composición constante del líquido extracelular protege a cada célula de los cambios que se producen en el medio externo. El aparato circulatorio es vital para el mantenimiento de la homeostasis. Es responsable de proporcionar metabolitos a los tejidos y de eliminar los productos de desecho, así como de participar en la regulación de la temperatura y en el sistema inmune. Sin embargo, los niveles de sustancia dentro de la sangre se encuentran bajo el control de otros órganos: el aparato respiratorio y el sistema nervioso regulan el nivel de dióxido de carbono que existe en la sangre y el líquido extracelular; el hígado y el páncreas controlan la producción, el consumo y las reservas de glucosa; los riñones son responsables de la concentración de hidrógeno, sodio, potasio e iones fosfato del organismo; y las glándulas endocrinas controlan los niveles de hormonas en la sangre.

6 3. Sistema Renal En lo que respecta a los riñones y su funcionalidad, primero comentaremos algo de su anatomía, los riñones se encuentran en la pared posterior del abdomen, son retroperitoneal, estos pesan 150gr c/ uno, en un corte transversal se observa las divisiones de este, conformando de afuera hacia adentro por la corteza, la medula, cálices menores, cálices mayores y la pelvis renal. Por su cara interna se encuentra el hilio que es la región por donde pasan la arteria renal, vena renal, linfáticos, nervios y el uréter. Cada riñón contiene 1 millón de nefronas y no pueden regeneradas, la nefrona esta constituida por 2 partes principales: a) Un glomérulo; donde se filtra la sangre, b) Un largo tubulo dividido en: tubulo proximal, asa de Henle, tubulo distal y tubulos recolectores; donde el liquido filtrado se convierte en orina. Las nefronas cuyos glomérulos están en la parte externa de la corteza se llaman nefronas corticales y se distinguen por tener asas de Henle cortas y tienen poca porción dentro de la medula. Las nefronas que tienen profundamente situados a sus glomérulos en la corteza se llaman nefronas yuxtamedulares y se caracterizan por que el asa de Henle penetra en la medula. La irrigación del riñón esta dada por la arteria renal, que penetra por al hilio y se empieza a ramificar en arterias interlobares, arterias arcuatas, arterias interlobulares, estas llegan a los glomérulos como arteriolas aferentes y se ramifican para conformar a los capilares glomerulares donde ocurre la filtración para continuarse con la arteriola eferente que sale del glomérulo y conforma una segunda red capilar que rodea a los tubulos y son los capilares peritubulares con los que ocurre la reabsorción; estos capilares terminan en vasos del sistema venoso y forman la vena interlobular, vena arcuata, vena interlobar, vena renal y que sale del riñón por el hilio. Los glomérulos están revestidos por células epiteliales y casi todo el glomérulo esta revestido por la cápsula de Bowman, todo el liquido que se filtra en los glomérulos discurre por esta cápsula y entra al tubulo proximal, continua por el asa de Henle, cada una de estas asas esta formada por una rama descendente (porción delgada del asa de Henle) y una rama ascendente (porción gruesa del asa de Henle), después hay un segmento corto: la macula densa, se continua con el tubulo distal, después con el tubulo recolector cortical y termina con el conducto colector cortical, varios de estos se juntan para formar un solo conducto: el conducto colector medular, estos también se unen para vaciar el contenido a la pelvis renal. Después de comentar la anatomía del riñón y de las nefronas continuaremos con la formación de orina, que esta dada principalmente por 3 procesos: a) filtración glomerular b) reabsorción tubular c) secreción tubular Como ya se comento la filtración se lleva a cabo en los glomérulos, y este FG esta determinado por fuerzas hidrostáticas y coloidosmoticas estas son: - P. Hidrostática glomerular, favorece la filtración (60mmHg)

7 - P.Hidrostática de la Cap. Bowman; opone a filtración (18mmHg) - P. Coloidosmotica de las proteínas plasmáticas de los capilares glomerulares; oponen a la filtración - P. Coloidosmotica de proteínas en la Cap. Bowman, favorece filtración (32mmHg) Así también hay otras causas que pueden alterar el FG, como son: estímulos del sistema nervioso simpático, ya que este produce una vasoconstricción y por lo tanto una disminución del FG; también esta dada por hormonas y autacoides, como son: la noradrenalina, adrenalina y endotelina que causan vasoconstricción y disminuyen el FG, como también: el oxido nítrico, las prostaglandinas que aumentan el FG y por ultimo la angiotensina II causa vasoconstricción de las arteriolas aferentes. Casi todas las sustancias son filtradas a excepción de las proteínas, esto debido a la permeabilidad de la membrana de los capilares glomerulares, y de los demás componentes de la FG algunos son reabsorbidos e lo tubulos, algunos ejemplos que si se reabsorben son el K, Na; de los que según su concentración se reabsorben son: aminoácidos, urea; de los que no son reabsorbibles son: creatinina, ácido úrico. Así con estas variantes en un estado normal de la persona, el FG es de unos 125ml/min o 180lt/día, la reabsorción tubular es de aproximadamente 178.5lt/día esto trae como resultado alrededor de 1.5lt/día de orina. La cantidad de plasma filtrado al día es de 135 a 160 litros. Para prevenir la perdida de líquidos, entre el 98 y el 99% del FGR es reabsorbido por los tubulos, con lo que la cantidad de orina eliminada es entre 1 y 2 L/día. Siguiendo con la reabsorción esta se da en los tubulos de la nefrona, para que una sustancia pueda ser reabsorbida, 1º debe ser transportada a través de la membrana del epitelio tubular hasta el medio liquido del intersticio renal y luego por la membrana de los capilares peritubulares hasta la sangre. El principal mecanismo por el cual los componentes filtrados pasan al liquido intersticial por reabsorción es el transporte activo, el que esta dado por el ATP se llama transporte activo primario, y el que esta dado por un gradiente de iones, se llama transporte activo secundario, y el transporte pasivo que es la osmosis por el cual pasan muchos de los iones. Intersticio célula Luz Tubular Int. célula Luz T. Na Na Na Na Aminoácido AA AA Na H Na H TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO CO-TRANSPORTE TRANSPORTE RETROGRADO

8 Continuando con la reabsorción tenemos que el causante de que el agua, que es reabsorbida por osmosis, sea reabsorbida es el Na+ ya que es muy osmolar y causa que en condiciones normales, cuando se reabsorbe Na+ el agua lo sigue; al igual que pasa con el Cl-, ya que este es transportado junto con el Na+ por los potenciales eléctricos, lo que quiere decir que el transporte de Na+ cargado + fuera de la luz, deja cargado el interior de la luz cargado con respecto al liq. Intersticial, y esto hace que el Cl- difunda por vía Paracelular (entre cel. y cel.) aunque el Cl- también puede reabsorberse por transporte activo secundario. La urea también se reabsorbe pero en menor cantidad, ya que mientras el agua se reabsorbe en los tubulos, la concentración de urea aumenta y esto origina un gradiente de concentración que favorece la reabsorción de la urea. Aproximadamente el 65% de agua y Na+ son reabsorbidos en el tubulo proximal, además de Cl-, HCO3-, K+, aminoácidos y glucosa. Y también secreta H+, ácidos y bases orgánicas a la luz tubular. En el asa de Henle el 20% de agua se reabsorbe, también 25% de las cargas filtradas de Na+, K+, Cl- se reabsorben, y cantidades moderadas de Ca++, HCO3-, Y Mg. En el tubulo distal se reabsorbe la mayoría de los iones, como el Na+, K+, Cl- pero es impermeable al agua y a la urea. Una de las causas que regulan la reabsorción tubular son las hormonas, estas son: a) Aldosterona b) Angiotensina II c) Hormona Antidiurética d) Péptido Natriurético Auricular e) Hormona Paratiroidea El riñón tiene la capacidad de variar las concentraciones de agua que quiera reabsorber o que quiera excretar, como cuando hay un aumento de agua en el organismo y la osmolaridad esta disminuida, el riñón puede excretar orina diluida con una osmolaridad de 50mOsm/L, y cuando existe déficit de agua y la osmolaridad elevada en el LEC, el riñón puede excretar orina concentrada con concentraciones máximas de mOsm/L. Un causante directo para esto es la ADH, ya que cuando disminuye el agua y la osmolaridad esta aumentada, los osmoreceptores detectan esta disminución de líquidos y llevan la información al hipotálamo y este secreta el Factor Liberador de la ADH hacia la neurohipofisis y esta secreta ADH y disminuye la permeabilidad de los tubulos distales. Si hay exceso de agua disminuye la secreción de esta hormona y disminuye la permeabilidad del agua. Cuando llega al glomérulo y entra en el tubulo proximal el FG lleva una osmolaridad de 300mOsm/L y conforme avanza se van reabsorbiendo iones y aumenta la osmolaridad, así cuando llega al asa de Henle tiene 600mOsm/L por la secreción de iones al tubulo, ya que en la porción gruesa del asa se reabsorben la mayoría de los iones, y no sale agua por la impermeabilidad de esta en esta porción, así cuando termina la porción gruesa del asa y entra en el tubulo distal y la osmolaridad disminuye hasta 100mOsm/L, ya que en el tubulo

9 colector cortical y medular se produce otra reabsorción adicional de NaCl haciendo que la osmolaridad baje hasta 50mOsm/L. Cuando ocurre un déficit de agua, el riñón se encarga de elaborar una orina concentrada con valores máximos de mOsm/L y reabsorbe agua, con lo que disminuye el volumen de orina. Cuando sucede esto hay niveles elevados de ADH y una osmolaridad elevada en el intersticio medular. Esto sucede por el mecanismo de contracorriente que es el que permite haya mayor reabsorción de agua, ya que la salida de iones principalmente el Na al intersticio causa que junto con el Na salga agua y de ahí a los capilares y esto crea una medula hiperosmotica. Cuando hay mucha ADH hay reabsorción de agua con rapidez desde el tubulo colector cortical y la concentración de la urea aumenta y esta elevación hace que la urea difunda del tubulo colector medular por que este segmento es permeable a la urea, ya estando en el intersticio difunde al asa descendente de Henle, y otra ves sigue el camino de los tubulos hasta el tubulo colector medular. Para regular la osmolaridad del liquido extracelular esta el mecanismo de retroalimentación: Déficit de agua Osmolaridad extracelular Secreción de ADH Hipófisis posterior ADH plasmática Permeabilidad al Agua Tubulos distales Tubulos colectores Reabsorción de Agua Agua excretada Otro mecanismo de control para regular la excreción de Na y agua serían; la diuresis y natriuresis de presión, ya que cuando aumenta la presión arterial ejercen un efecto directo sobre el volumen urinario, ya sean de agua o de Na. Otros son: a) La angiotensina II, que aumenta o disminuye según las concentraciones de Na y agua. b) La aldosterona, que estimula la retención de Na y agua, pero incrementa la excreción de K.

10 c) El péptico natriurético auricular, que se estimula al haber distensión auricular, este actúa en riñón y aumenta el FG y reduce la reabsorción de Na facilitando así su excreción junto con el agua. Otro de los trabajos del riñón es mantener un equilibrio entre ácidos y bases y sobre todo regular el ion H. El ph esta relacionado con la concentración renal de H, así el ph es inversamente proporcional a la concentración de H: PH H ph H Uno de los principales sistemas amortiguadores antes del riñón es el HCO3- que consiste en una solución acuosa que tiene 2 componentes: a) Un ácido débil: H2CO3 b) Una sal bicarbonato: NaHCO3 El H2CO3 se forma en el organismo por la reacción de: CO2 + H2O H2CO3 Este se ioniza y forma: H2CO3 H + HCO3 El otro componente se encuentra en el LEC, este se ioniza formando: NaHCO3 Na + HCO3 Y obtenemos: CO2 + H20 H2CO3 H + HCO3 ( + Na ) Ya en el riñón, en los tubulos se filtran cantidades de HCO3 y por otro lado las células epiteliales secretan H a la luz tubular. Si disminuye el H en el LEC los riñones no reabsorben el HCO3- y aumenta la excreción de este por la orina, así el H aumenta en el LEC.

11 Así es como se dan los mecanismos celulares para le excreción de H: Na Na Na + HCO3 Na NH3 NH3 AT Na P AT P K H K H Cl HCO3 + H HCO3 + H H2CO3 H2CO3 H2CO3 + Cl H2O + CO2 H2O + CO2 NH4 CO2 + H2O CO2

12 4. Conclusiones "Homeostasis" es un término griego que alude a la tendencia de tu cuerpo a mantener el equilibrio fisiológico compensando su química. Si quieres estar sano, tu sangre debe ser alcalina en vez de ácida. La sangre debe ser alcalina, a veces por diferentes razones esa alcalinidad se pierde y pasamos a tener un ph ácido. Cuando esto sucede, no sólo la sangre deja de ser equilibradamente alcalina, todos los fluidos y tejidos corporales también dejan de serlo. La mucosa gástrica soporta un límite de acidez; sobrepasado este límite puede romperse, produciéndose heridas en ella que son las llamadas úlceras. No sólo puede romperse la mucosa gástrica, también la mucosa intestinal y hasta la uretra, canal de excresión urinaria. Algunas de las causas de este cambio de ph en los fluidos corporales son los siguientes: Ingesta excesiva de hidratos de carbono refinados como la harina blanca y el azúcar. Ingesta deficiente de frutas y verduras. Ingesta de alimentos incompatibles como lo es la combinación de proteínas y féculas. La regurgitación o reflujo gástrico (acidez) se produce cuando la digestión no es la apropiada, es decir, la función digestiva no se realiza con normalidad, esto puede ser debido a un exceso de ácidos en el estómago. El ácido produce ardor porque quema a la mucosa gástrica. La sensación de acidez no es más que el dolor, el síntoma de que algo anda mal. El organismo tiende a equilibrarse y emplea a los minerales como el sodio, potasio, hierro, magnesio, calcio para neutralizar el ácido. Las consecuencias de esto es que hay un descenso de las reservas alcalinas, produciéndose un debilitamiento general. La homoglobina baja por falta de hierro (empleado en neutralizar los ácidos); cuando se pierde la calma, se está nervioso, se empieza a sufrir de insomnio, es simplemente falta de calcio y como otra consecuencia de la falta de calcio se producirá tal vez osteoporosis a temprana edad o simplemente más temprano que tarde. En un medio ácido, las células cancerígenas tendrán un buen caldo de cultivo, mientras las células orgánicas funcionales se deterioran. Los síntomas al cabo de un tiempo son muchos: Dolor en la región lumbar, mucha tensión en los hombros y en el cuello, artritis, osteoporosis, náuseas, vómitos, dolores en el pecho, gastrítis, úlceras, estreñimiento, fatiga, rigidez muscular e irritabilidad entre otras. La alimentación debe ser balanceada, una buena práctica es la planificación de los menús; con paciencia se logra todo. Incluya en su menú de todos los días: frutas incluyendo las cítricas, verduras y carne, además de otros alimentos de su agrado, pero recuerde, no ingiera muchos hidratos de carbono refinados ni muchas grasas. Su organismo le avisará cuando las cosas andan mal: Cuando sienta acidez, cuando después de una 1/2 hora usted esté repitiendo la comida, cuando sienta mareos, dolor de cabeza, pesadez postpandrial, etc.

13 Coma zanahorias, frutas crudas (bien lavadas).tome jugo de naranja sólo después de haber ingerido un alimento sólido. No tome jugo de piña antes del almuerzo, no tome ni coma parchita ni tamarindo, evite por todos los medios ingerir chocolates.

14 5. Bibliografía: