DESAFÍO N 18 Profesor Mauricio Hernández Fonseca Electivo de Biología 4 Medio Nombre del Estudiante : Curso : HOMEOSTASIS Y FUNCIÓN RENAL TIMBRE 1. Conceptos fundamentales sobre regulación El organismo debe reaccionar al ambiente para mantener su integridad Uno de los mayores problemas que enfrentan los organismos biológicos, especialmente los animales, son los cambios continuos del medio donde viven. La temperatura varía frecuentemente durante las 24 horas del día. También puede variar en el mismo lapso, La presión atmosférica, la humedad relativa, la disponibilidad de alimentos y otros factores que ejercen efectos importantes sobre las formas vivientes. Un organismo que no sea capaz de responder a estos cambios de forma adecuada, tiene pocas probabilidades de sobrevivir. Esta sobrevivencia depende de su capacidad para contrarrestar los cambios en su medio ambiente, de tal manera que al ser afectado por ellos, sus características internas no experimenten variaciones superiores a las que son compatibles con la vida. Este ajuste continuo de las condiciones interna a las circunstancias externas es lo que permite al organismo individual conservar su integridad e independencia frente a un mundo que cambia constantemente. Temperatura ambiental v/s corporal Figura 1. Gráfico de tº ambiental v/s corporal El medio interno es el lugar clave en que debe producirse el equilibrio de variables En un organismo multicelular complejo como el de los animales superiores, la mayor parte de las células que lo constituyen no están en contacto directo con el ambiente exterior, sino que viven sumergidas en el llamado líquido intercelular o intersticial, que junto a la linfa y el plasma, es considerado como el medio interno de los organismos superiores. En éstos, el líquido intercelular es el medio ambiente inmediato de las células corporales, y desempeña el papel que, en los seres unicelulares, está reservado al agua en que viven, vale decir, actúa como agente de intercambio de materiales con las células. Por su intermedio, el oxígeno y los nutrientes pasan desde la sangre hacia las células; a su vez, el CO2 y los desechos metabólicos de la célula pasan desde ella hacia la sangre, para ser finalmente eliminados del cuerpo. La tendencia del organismo a mantener constante su medio interno se denomina homeostasis. Actividad 1: Identificando la ubicación del medio interno. Muy simple. En los esquemas de la figura 2 marca con una flecha la ubicación del medio interno, según Figura 2. Esquemas de células interactuando con el plasma sanguíneo la definición previa. Justifica El líquido intersticial se origina por el balance de dos presiones opuestas En el cuerpo humano, la cantidad total de agua corresponde aproximadamente al 60% del peso corporal. De esa agua orgánica, alrededor de dos tercios se encuentra dentro de las células, formando el líquido intracelular; el tercio restante está fuera de la célula, razón por la cual se le llama líquido extracelular. De acuerdo a su localización, el líquido extracelular (20% del peso corporal) se subdivide en el líquido intravascular (5%), que está dentro de los vasos sanguíneos y linfáticos, y el líquido intercelular o intersticial (15%), que baña todas las células del cuerpo. Temperatura (ºC) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Tº ambiental Tº corporal 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Tiempo (h) 1
En la figura 3 se muestra el origen del líquido intercelular. Los capilares son el sitio de intercambio de materiales entre las células corporales y la sangre de los vasos sanguíneos. En el extremo arterial del capilar, la presión hidrostática (la ejercida por el agua contenida en la sangre) es mayor que la presión osmótica generada por las proteínas plasmáticas. Esta diferencia de presiones fuerza la salida de agua y de partículas pequeñas disueltas (glucosa, aminoácidos y otros nutrientes), desde los capilares hacia los espacios intercelulares, donde pasan a constituir el líquido intercelular o intersticial. El proceso descrito es una filtración, porque las partículas de mayor tamaño presentes en la sangre, incapaces Figura 3. Dinámica de presiones en el intercambio capilar de atravesar el endotelio vascular, permanecen al interior de éstos vasos. En el extremo venoso del capilar, la presión sanguínea se hace menor que la presión osmótica, determinando que parte del agua componente del líquido intercelular regrese por osmosis al interior de los capilares, llevando consigo los catabolitos (productos del metabolismo celular) disueltos que provienen de las células. En base a lo anterior, es fácil comprender que, como resultado de las actividades metabólicas, el organismo esté sujeto a cambios continuos que tienden a alterar su medio interno, al restarle sustancias incorporadas desde el medio externo o sintetizadas durante el anabolismo, o agregarle los materiales residuales del catabolismo. En definitiva, los mecanismos homeostáticos contrarrestan las modificaciones del medio interno inducidas por agentes, no sólo exteriores al organismo, sino también por aquellos generados en su interior. La homeostasis se basa en sistemas de control bien establecidos Los mecanismos homeostáticos se estructuran en base a sistemas de control homeostáticos de origen nervioso y endocrino. Los distintos factores físicos y químicos que son mantenidos en forma constante por el organismo responden a una fisiología idéntica o al menos análoga a las vías de regulación de ciertas hormonas endocrinas. De esta manera, todo sistema de control homeostático posee los siguientes componentes: Estímulo Receptor Centro integrador Efector del medio interno o externo, físico o químico, detectados por un... encargado de comprender la variación producida y enviar señales a través de vías aferentes hormonales o nerviosas hasta un... que puede estar en el sistema nervioso o en una glándula endocrina, procesando toda la información, a veces contrapuesta, que recibe desde los receptores para responder a través de una vía eferente nerviosa u hormonal hasta el... que es la estructura, generalmente un tejido muscular o glandular, encargado de ejecutar la respuesta más adecuada al estímulo. De esta manera, el estímulo original puede ser contrarrestado o eliminado. En todos los casos, el sistema de control sustenta una retroalimentación negativa, vale decir, cuando se produce un aumento en el producto de la reacción, disminuye su producción (y viceversa). Si bien existen mecanismos de retroalimentación positiva, estas tienden a asociarse con estados patológicos o anormales. 2. Equilibrio el volumen hídrico La mantención del medio interno se basa en el equilibrio del volumen hídrico Como los animales terrestres no siempre tienen acceso automático al agua dulce o salada, deben regular su contenido hídrico equilibrando las ganancias y las pérdidas: Los animales ganan agua: Bebiendo líquidos e ingiriendo alimentos que contienen agua Por procesos oxidativos que se producen en las mitocondrias. Ej. al oxidarse 1 gramo de glucosa, se forman 0,6 gramos de agua, al oxidarse 1 gramo de proteína, se originan 0,3 gramos de agua y al oxidarse 1 gramo de grasa, se produce 1,1 gramos de agua. En promedio, el humano bebe aproximadamente 2.300 mililitros de agua por día en alimentos y bebidas, y gana unos 200 mililitros adicionales por la oxidación de las moléculas de nutrientes. Al mismo tiempo, se pierde agua: A través de los pulmones, en la forma de exhalación de aire húmedo 2
Por las heces fecales Por la piel, tanto por transpiración como por evaporación Por excreción en forma de orina, porcentualmente la vía más importante de todas Actividad 2: Deduciendo por qué las pérdidas de agua son variables a) Explica la causa de las diferencias entre las tres columnas de datos de la tabla 1 b) Cuál es el órgano más relevante en la pérdida de agua en reposo? Tabla 1. Variación de la pérdida de agua en distintas situaciones Pérdidas diarias A Tras ejercicio En clima de agua al día temperatura intenso y caluroso (ml) normal prolongado Respiración 350 250 650 Orina 1400 1200 500 Piel (perspiración 350 350 350 insensible) Piel (transpiración) 100 1400 5000 Heces 100 100 100 Total 2300 3300 6600 La regulación del equilibrio hídrico incluye traspasos de agua entre compartimientos intra y extracelulares Tabla 2. Composición volumétrica del cuerpo humano Componentes s 40% del peso del 40% cuerpo 3 litros de plasma 2 litros de glóbulos rojos Agua: 40 litros 10 litros de líquido intersticial y 60% del total del peso linfa El cuerpo tiene tres compartimientos hídricos principales: el plasma (7%), el líquido intersticial y la linfa (28%) y el líquido 25 litros de líquido intracelular intracelular (65%). Los volúmenes aproximados aparecen en la tabla 2. El agua absorbida por el tracto digestivo, la principal fuente de ganancia hídrica, pasa en gran medida hacia los capilares intestinales y entra en el plasma por medio de la osmosis. Debido al transporte activo de moléculas simplificadas y de sales minerales hacia el interior de los capilares desde el intestino, el plasma sanguíneo se vuelve hipertónico 1 en comparación con el contenido intestinal, y por eso el agua tiende a seguir a las partículas en disolución, en dirección hacia el plasma. (La ganancia o pérdida de agua desde el plasma es de extrema importancia para el mantenimiento de una presión arterial estable y para la normalidad de la función cardiaca). La presión hidrostática Figura 4. Principales flujos de agua entre fuerza al líquido a través de las paredes capilares en dirección compartimientos del cuerpo humano al espacio intersticial. Sin embargo, la mayor parte de este líquido vuelve a incorporarse al plasma por osmosis o a través de los vasos linfáticos (ver figura 4) El agua que permanece en el compartimiento intersticial entra en contacto con las células de los tejidos. Como sus membranas son permeables al agua, ésta se mueve libremente hacia el interior de las células. Por lo tanto, el agua se encuentra en constante movimiento de un compartimiento a otro. Varios factores afectan al movimiento del agua de un compartimiento a otro. La deshidratación, pérdida de agua mayor que la ingestión, incrementa la concentración de solutos del líquido extracelular; en consecuencia, el agua se desplaza hacia el exterior de las células, incluyendo a las de la mucosa bucal, dando la sensación de sequedad que asociamos con la sed. El sudor humano, a diferencia del de la mayoría de los mamíferos, contiene sal. En caso de sudor profuso, si se repone el agua, pero no la sal, el agua se desplazará hacia el interior de las células corporales diluyendo su contenido. Los efectos de tal dilución son particularmente graves en el sistema nervioso central, y la intoxicación hídrica puede dar lugar a desorientación, convulsiones, coma e incluso muerte antes de que pueda ser excretado el exceso de agua. Una cantidad de disfunciones fisiológicas, como la retensión de sal, que puede ocurrir como consecuencia de una enfermedad renal, o la pérdida de proteínas plasmáticas como resultado de la inanición, pueden conducir a la acumulación de líquido en el espacio intersticial, situación conocida como edema. 1 Hipertónico: equivale a "mayor concentración que", es decir, se utiliza respecto a un líquido de referencia. Ej. un té con más azúcar que otro es hipertónico, en la medida que el otro posee efectivamente menos azúcar. El ser hipertónico implica poseer mayor presión osmótica, es decir, mayor tendencia a captar agua por osmosis. 3
La capacidad selectiva de la membrana plasmática genera gradientes iónicos La membrana plasmática presenta una permeabilidad selectiva, es decir, es permeable al agua pero impermeable a ciertos solutos disueltos en agua. Cada vez que la concentración de solutos es mayor en un lado de la membrana que en el otro, pasa agua a través de la membrana hacia el lado de mayor concentración de solutos (osmosis) hasta alcanzar el equilibrio osmótico. En el caso de la célula, ésta se hincha o se deshidrata. El medio isotónico es aquel en el cual las células no sufren cambios en su contenido acuoso. El medio hipertónico por ejemplo una solución salina - causa aumento de volumen celular. El medio hipotónico como el agua destilada - causa disminución del volumen celular. Ambas situaciones se esquematizan en la figura 5 Figura 5. Comportamiento de células tipo en ambiente hipo e hipertónico Actividad 3. Hacia dónde van los iones En la serie de gráficos de la figura 6, se indican las concentraciones de los principales constituyentes presentes en el medio interno, respecto al medio intracelular. Estudia los gráficos con atención. a) Señala cuál es la dirección del gradiente a través de las membranas plasmáticas de los iones: sodio, potasio, cloruro y fosfato. b) Si hay mayor concentración de iones al interior de las células que en el intersticio o el plasma, por qué las células no tienden a reventarse con agua? c) Cuál parece ser el ion más relevante en la regulación del flujo osmótico? Justifica Figura 6. Porcentaje comparativo de iones entre el medio interno y el ambiente celular 4
3. Función renal La excreción de orina cumple un rol homeostático fundamental En los gráficos de la figura 7a y 7b puede evidenciarse el rol de la orina en la regulación hidrosalina. El gráfico 7a muestra dos efectos fisiológicos tras incrementar artificialmente la ingesta de agua de una persona. El gráfico 7b, por su parte, muestra las variaciones de NaCl plasmático y orinado, mientras se mantiene un régimen alto en sales. Figura 7a Figura 7b Actividad 4. Bastan dos experimentos para validar la función del riñón? a) Cuál es la cantidad normal de orina producida por una persona, según el gráfico 7a? y cuál es la cantidad normal de NaCl excretado diariamente por una persona, según el gráfico 7b? b) En el primer experimento, la única variable que se modificó fue la ingesta de agua (sería la variable experimental) Qué variables tendrían que haberse mantenido constantes para que los resultados tuvieran validez? Y en el gráfico de la figura 7b? c) Interpreta los dos resultados experimentales. Puede decirse que un experimento apoya al otro? d) Si da la sensación que el organismo siempre vuelve a la normalidad tras los procedimientos experimentales, para qué cuidar la ingesta de sal o de otras sustancias? En detalle, la excreción de orina conseguida por los riñones permite: Excreción de ciertos productos finales del metabolismo celular proteico y nucleico. Ej. urea, ácido úrico, creatinina, etc. Regular y mantener la cantidad de agua en nuestro organismo, especialmente en el plasma y el intersticio Mantener constante la composición de ciertos iones inorgánicos (fundamentales para muchas funciones del cuerpo) como: Na +, K +, H +, Mg ++, Cl -, (HCO3) - (bicarbonato). Mantener constante el ph del medio Regular la concentración de otras moléculas no electrolíticas (los iones son electrolíticos), como la glucosa y la urea Excreción de diversas enzimas, coloides, pigmentos, medicamentos. Cabe destacar que los riñones además poseen una función endocrina, al elaborar dos hormonas: renina (relacionada con la mantención de la presión sanguínea) y eritropoyetina (relacionada con la producción de glóbulos rojos). Los riñones poseen una estructura basada en subunidades morfo-funcionales: los nefrones Los riñones son dos órganos en forma de poroto, de coloración rojo pardo, situados en la pared posterior de la cavidad abdominal, por detrás del estómago y del hígado, a ambos lados de la columna vertebral (figura 8). Su masa oscila entre 120 y 200 gramos y miden 10 a 12 centímetros de longitud por 5 a 6 centímetros de ancho. Cada riñón presenta un borde cóncavo, en cuyo centro hay una depresión llamada el hilio renal, lugar por el cual llegan o salen del riñón la arteria renal, venal renal y nervios, para desembocar en una cámara en forma de embudo llamada uréter, el que desemboca en la vejiga. Ésta está ubicada en la región pélvica, presenta forma globosa y tiene una capacidad fisiológica de alrededor de 300 cc. de orina. De la vejiga sale la uretra, conducto por el cual la orina sale al exterior. En el hombre la uretra es más larga y se extiende desde el cuello de la vejiga hasta la extremidad libre del pene, en donde finaliza en un orificio llamado meato urinario. En el hombre la uretra sirve de conducto de salida tanto de orina como semen. En la mujer, la uretra es corta (3 a 4 cm) y se extiende desde la vejiga hasta el meato urinario ubicado en el vestíbulo vaginal. 5
Figura 8. Ubicación de los riñones en la cavidad abdominal Figura 9. Estructura interna de un riñón Internamente el riñón presenta dos zonas: a) La corteza, zona más externa, apreciándose como una capa granulosa, donde se distinguen unas estructuras puntiformes de color rojo oscuro: los corpúsculos de Malpighi. b) La médula, zona más interna del riñón, con estrías longitudinales que corresponden a 10 a 20 estructuras en forma de pirámides (pirámides de Malpighi), separadas entre sí y que confluyen hacia los cálices renales, que finalmente desembocan en la pelvis renal. (ver figura 7) La unidad anatómica y funcional del riñón es el nefrón (figura 8). Se calcula que ambos riñones humanos poseen juntos más de dos millones de nefrones. El nefrón se compone de las siguientes partes: Nefrón Zona vascular Zona tubular Arteriolas aferente y eferente Glomérulo Capilares peritubulares Vénula Cápsula de Bowman Túbulo contorneado proximal Asa de Henle Túbulo contorneado distal El nefrón comienza con una protuberancia esférica, el corpúsculo renal, el cual se compone a su vez del glomérulo, un ovillo de capilares conectados a una arteriola aferente (que ingresa a la cápsula) y una arteriola eferente (que sale de la cápsula) y de la cápsula de Bowman, la cual consta de una doble pared y recubre la madeja de capilares. De este modo, la arteriola aferente transporta la sangre desde la arteria renal al glomérulo y la arteriola eferente la conduce fuera del mismo, a una red de capilares que envuelve los diversos segmentos del túbulo renal (de ahí su nombre: "capilares peritubulares"). Posteriormente se transforman en capilares venosos, que fluyen a vénulas, las que a su vez, se reúnen en la vena renal. La cápsula de Bowman se continúa en un túbulo constituido por tres segmentos: el túbulo contorneado proximal 2, que se ubica en la corteza; luego viene un conducto recto, de diámetro menor y en forma de "U", el cual penetra en la médula y luego vuelve a la corteza, llamada asa de Henle. Una vez en la corteza este tubo se ensancha constituyendo el túbulo contorneado distal 3. Finalmente, el túbulo contorneado distal desemboca en un tubo recto de mayor diámetro, el que se dirige hacia la médula y se vacía en la pelvis renal. Este último es el tubo colector y en él desembocan los túbulos contorneados distales de varios nefrones. Nota curiosa: la longitud total de los túbulos de todos los nefrones de una persona adulta es de 80 kilómetros aproximadamente, es decir, poco menos que la distancia entre Santiago y Rancagua! 2 Proximal: cercano, en este caso a la cápsula de Bowman 3 Distal: lejano, en este caso, respecto a la cápsula de Bowman 6
Actividad 5. El camino de la orina a) En el esquema de la figura 11, identifica las estructuras rotuladas de la figura 10 y... b) marca la dirección del flujo de sangre (zona vascular) y de orina en formación (zona tubular) mediante flechas Figura 10: Esquema de la estructura general de un nefrón Figura 11. Esquema simplificado de un nefrón El funcionamiento del nefrón se basa en tres procesos: filtración, reabsorción y secreción La sangre llega al glomérulo por la arteria renal y sus ramificaciones, donde se filtra a través de la pared capilar de la cápsula de Bowman. Esta es una membrana semipermeable, sirve de filtro ya que pasan sustancias de moléculas menores que todos los poros que presenta. En el espacio interior de la cápsula de Bowman se secreta la orina primitiva, por ultrafiltración desde el glomérulo, que por reabsorción y secreción, se transforma en orina final a su paso hacia la pelvis renal, en el sistema tubular del nefrón y en los tubos colectores. El filtrado glomerular contiene todos los componentes del plasma sanguíneo (glucosa, iones como Cl -, Na +, K +, aminoácidos, etc.) excepto las proteínas, cuyas moléculas no pueden atravesar la cápsula de Bowman debido a su mayor tamaño. La mayor parte de esta orina primitiva se reabsorbe, es decir, se recupera. La cantidad total de filtrado se eleva a 180 litros diarios, pero sólo se excretan 1,5 litros de orina. Los capilares peritubulares reabsorben el agua y gran parte de las sustancias disueltas en ésta. Dicho líquido vuelve a la circulación sanguínea a través de la vena renal. El resto -lo no reabsorbido- se vierte por los tubos colectores a la pelvis renal. La orina final continúa fluyendo por los uréteres hacia la vejiga. A partir de lo anterior se deduce que si la orina eliminada fuese igual a la del filtrado glomerular, la excreción sería un proceso desastroso, pues así se perdería una gran cantidad de: agua, glucosa, aminoácidos, sales minerales, etc. Pero la cantidad y calidad de las sustancias presentes en la orina son muy diferentes de la de los filtrados glomerulares. La composición de la orina puede sufrir modificación a su paso por los túbulos renales, pero ya no se modifica a su paso por la pelvis renal, uréter es, vejiga y uretra. Las paredes de los túbulos renales están formadas por una simple fila de células epiteliales cuboides o planas (figura 12). Las células que constituyen el túbulo proximal poseen gran cantidad de mitocondrias y el borde superior de sus células posee una serie de microvellosidades, llamadas en su conjunto, "ribete en cepillo". Estas prolongaciones son las que permiten absorber del filtrado glomerular gran parte de su composición. Esta reabsorción es selectiva, de acuerdo a las necesidades del organismo y para reintegrarlas a la corriente sanguínea se debe realizar un proceso de Figura 12. Esquema que muestra la relación entre el epitelio transporte activo en la mayoría de los casos, pues cuboidal de los túbulos renales y los vasos sanguíneos subyacentes el traslado de sustancias es contra la gradiente de concentración. Tales sustancias son: glucosa, aminoácidos, fructosa, hormonas, vitamina C, iones inorgánicos (Na +, K +, Ca +2, (HCO3) -, (PO4) -3, (SO4) -3 ). El agua, por su parte, es reincorporada a la sangre mediante osmosis. Nota curiosa: El transporte activo ejercido por las células del túbulo contorneado proximal requiere tanto ATP, que 1 cc de tejido renal gasta más energía que 1 cc de tejido muscular del corazón 7
El filtrado pasa al asa de Henle y cuando se acerca al túbulo distal nuevamente se produce salida de Na + mediante transporte activo. La diferencia es que esta vez la salida de agua no va acompañada de agua, porque las paredes del asa de Henle son poco permeables, lo que determina finalmente que el filtrado dentro del asa se vuelva hipotónico respecto de la sangre y continúe su paso al túbulo distal que posee permeabilidad variable. Aquí es donde se reabsorbe Na +. Finalmente, el filtrado llega al tubo colector, que también es de permeabilidad variable y también deja salir agua por osmosis cuando el organismo lo requiere. El riñón humano elabora aproximadamente 125 litros de filtrado por cada litro de orina eliminada. Los 124 litros de agua restante son reabsorbidos por el riñón, resultando una orina hipertónica. El proceso de reabsorción determina la concentración de las sustancias que se excretan en la orina. En la figura 13 se resume la mayoría de los pasos involucrados en la formación de una orina. Figura 13. Etapas en la formación de la orina En primer lugar, el líquido que ingresa en el túbulo contorneado proximal es isotónico 4 con el plasma sanguíneo. Si bien a este nivel el sodio y otros solutos son bombeados fuera del túbulo, el líquido permanece isotónico porque también se desplaza agua por osmosis. Al avanzar por la rama descendente del asa de Henle, el líquido se hace más hipertónico por la salida de agua por osmosis. A medida que el líquido asciende por la otra rama del asa de Henle, se vuelve más diluido al ser bombeado el Na + y el Cl - al exterior. Al llegar al túbulo contorneado distal, el líquido es hipotónico con respecto al plasma y permanece en ese estado a través del túbulo contorneado distal. El líquido pasa después al túbulo colector, atravesando una vez más la zona medular de elevada concentración salina. La secreción tubular es un proceso por el cual las moléculas que permanecen en el plasma después de la filtración y reabsorción son extraídas selectivamente de la circulación peritubular por las células de las paredes tubulares y luego secretadas por ellas al filtrado. Ej. penicilina, iones hidrógeno (H + ), iones amonio (NH4) +. Estos dos últimos influyen en el control de la homeostasis del ph del organismo. Finalmente, el líquido resultante, ahora orina, abandona el nefrón y pasa a la pelvis renal, que en esencia es un embudo. La orina gotea continuamente a través del uréter hacia la vejiga, órgano que almacena la orina hasta que es excretada a través de la uretra. Actividad 6. Cuatro pasos para orinar La siguiente serie de dibujos muestra células epiteliales a distintos niveles de los túbulos del nefrón. Simultáneamente se señala la composición de la orina en tales niveles. Tus tareas son: a) Relacionar la ubicación de la célula tubular con la concentración osmótica correcta b) Explicar la diferencia estructural que tienen las células tubulares a lo largo del túbulo 1 2 3 4 Concentración osmótica (mosm 5 ) A B C D 600 100 1200 300 4 Isotónico: líquido que produce la misma presión osmótica que otro, por cuanto poseen una concentración de solutos idéntica 5 mosm = miliosmol: unidad de presión osmótica. A mayor hipertonicidad, mayor presión osmótica 8
c) Usando la siguiente tabla, identifica cuál de las columnas corresponde a las sustancias filtradas, reabsorbidas, secretadas y excretadas durante 24 horas de funcionamiento renal. d) Completa la columna con el porcentaje de reabsorción de cada sustancia Sustancia Porcentaje Sitio del reabsorbido nefrón Ion sodio (meq 6 ) 25850 26000 150 0 PADC Ion potasio (meq) 560 600 90 50 PADC Ion cloruro (meq) 17850 18000 150 0 PADC Ion bicarbonato (meq) 4900 4900 0 0 PD Urea (mmol 7 ) 460 870 410 0 PADC Glucosa (mmol) 800 800 0 0 P Agua (ml) 179000 180000 1000 0 PADC e) Revisa el siguiente examen de orina, verificando si la presencia de alguna de las sustancias resulta anormal LABORATORIO CLÍNICO BIOTECNIK NOMBRE: CARLOS MARTÍNEZ G. MÉDICO: SEBASTIÁN MUÑOZ C. FECHA ANÁLISIS: 10-07-15 MUESTRA Proteínas : 0 g/l Glucosa : 0 g/l Urea : 18 g/l Ácido úrico : 0,5 g/l Potasio : 2,5 g/l Bicarbonato : 0 g/l Sodio : 4 g/l La eliminación de orina (diuresis) es regulada por mecanismos endocrinos y nerviosos Normalmente son eliminados entre 1000 y 1500 mililitros de orina al día. Este volumen fluctuará de acuerdo a la cantidad de agua y sales que se incorporen al organismo, mediante la participación de varios factores, especialmente hormonales. El agua es de libre filtración en el glomérulo y aproximadamente un 99% es reabsorbido al pasar por los túbulos. Este proceso se efectúa por osmosis y depende directamente de la reabsorción activa del sodio, siendo ésta la fuerza principal de su reabsorción. Sin embargo, esta reabsorción del agua puede ocurrir tan solo si el epitelio tubular es altamente permeable al agua, sin que importe la magnitud de la gradiente de concentración de ella. La permeabilidad de las últimas partes de los túbulos (distal y colector) al agua está sometida a control fisiológico. El factor determinante de esta permeabilidad es la hormona antidiurética (ADH), la que es producida en el hipotálamo, transportada a la neurohipófisis, desde donde es acumulada y liberada a la circulación. (figura 14). La ADH actúa sobre el túbulo distal y colector produciendo un aumento de la permeabilidad de éstos, favoreciéndose la absorción de agua, lo que restablece la cantidad de agua plasmática a valores normales. La señal que promueve la liberación de ADH es originada por osmorreceptores ubicados en el hipotálamo (exactamente en un grupo de neuronas llamado núcleo supraóptico). Éstos vigilan la concentración de solutos en la sangre y aumentan o disminuyen la secreción de ADH para corregir cualquier cambio en la osmolaridad (proporción de partículas que producen presión osmótica respecto al total de partículas en solución). Figura 14. Control de la reabsorción de agua mediante la ADH 6 meq = miliequivalente. 1 equivalente = 1 mol de sustancia en estado iónico dividido por su valencia. Como la valencia del Na y del Cl es 1, en tales casos, 1 mol = 1 eq 7 mmol = milimolar: 1/1000 mol. Por ejemplo, 1 mmol de NaCl = (23 g + 35,5 g)/1000 = 58,5 mg de NaCl 9
En ausencia de ADH, la permeabilidad del túbulo distal y colector al agua es muy baja y el líquido diluido que entra en el túbulo colector procedente del asa de Henle pasa por éste casi sin cambio y es excretado como una orina muy diluida. En la diabetes insípida, una enfermedad en que hay deficiencia de ADH, la excreción de orina puede alcanzar 30 o 40 litros por día, es decir 20 a 40 veces más que lo normal. La aldosterona es una hormona de naturaleza esteroidal, secretada por la corteza suprarrenal. Actúa sobre las células del túbulo distal y el colector para que éstas retengan sodio y eliminen el potasio por la orina. Cuando la excreción de sodio es demasiado alta, la cantidad de agua que se elimina también lo es. Esto conlleva dos consecuencias: se produce una disminución del volumen extracelular y un descenso de la presión arterial. La disminución de la presión activa el sistema nervioso simpático, el cual disminuye el flujo renal mediante vasoconstricción y estimula al riñón para que éste libere la hormona renina. La renina induce la formación de angiotensina I, la que se transforma en angiotensina II, sustancia que finalmente estimula la producción de aldosterona. Ver figura 15. Figura 15. Control de la reabsorción de sodio mediante la aldosterona Actividad 7. Regulación máxima a) Completa el siguiente diagrama del sistema renina - angiotensina aldosterona, usando los recuadros de la zona sombreada 10