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RESUMEN LEGENDARIO FISIOLOGIA RENAL MIJAIL JN PRIMERA PARTE: FILTRACION GLOMERULAR, FLUJO SANGUINEO RENAL Y CONTROL Riñones => eliminación de productos de desecho + control del volumen/composición de liquidos corporales => HOMEOSTASIS. ANATOMIA FISIOLOGICA DEL RIÑON IRRIGACION DEL RIÑON 22% del GC = 1100 ml/min. A. renal ingresa por el hilio => A. segmentarias => A. interlobares => A. arciformes => A. interlobulillares => A.aferentes => Capilar glomerular, a este nivel ocurre la filtración. Capilar glomerular => A. eferente => Capilar peritubular => … El capilar glomerular y los peritubulares en serie, la arteriola eferente regula su presión hidrostática. Alta presión hidrostática = Filtracion rápida. Menor presión hidrostática = Reabsorcion rápida. NEFRONA Unidad funcional del riñon => 1 millon, no se regeneran, a partir de los 40 años se pierde 10% x 10 años. Nefrona = Glomerulo + Tubulo glomerular. Glomerulo => Red capilar con presión hidrostática = 60mmHg. El filtrado pasa del capilar al espacio de Bowman => Tubulo proximal (cortical) => Asa de Henle descendente fina (Medular) => Asa de Henle ascendente fina => Asa de Henle ascendente gruesa => Tubulo distal (Cortical) => Tubo colector => 8 a 10 tubos colectores = Conducto colector medular => Papila renal => Caliz menor => Caliz mayor => Pelvis renal. En cada riñon 250 conductos colectores que drenan c/u a 4000 nefronas. Riñon = 50g Medialmente => Hilio renal => A. y V. renal Riñon rodeado de capsula fibrosa. 2 regiones: -> Corteza -> Medula Medula renal: 8 a 10 piramides, la base se origina en la corteza, termina en una papila. Pelvis renal => Proyeccion de los calices mayores que son varios calices menores que recogen orina de cada papila renal. Nefronas corticales en la corteza externa = NEFRONA CORTICAL, asa de Henle corta que solo rasguña a la medula, todo sistema tubular rodeado por capilares peritubulares. NEFRONAS YUXTAMEDULARES = 20 a 30% del total, cerca a la medula renal, asa de Henle grande que va hasta la medula, sistema tubular rodeado por capilares peritubulares y por vasos rectos que siguen al asa de Henle en su descenso. FORMACION DE LA ORINA 3 procesos: Filtracion, reabsorción y secreción. Velocidad de excreción = Velocidad de filtración – Velocidad de Reabsorcion + Velocidad de Secrecion Inicio => Liquido sin proteínas filtra desde el capilar al espacio de Bowman, concentración de sustancias igual al plasma (osmolaridad = 300mOsm), al pasar por los tubulos se reabsorben solutos y agua o se secretan algunas sustancias. 4 Casos: Reabsorcion mas importancia que secreción. Si poca reabsorción = mayor excreción => Ej: Urea, creatinina, ac urico. Si alta reabsorción = menor excreción => Electrolitos. Si reabsorción completa = 0 excrecion => AA y glucosa. Cada proceso regulado por las necesidades corporales, mas sodio serico = mayor excreción de sodio y menor reabsorción. Mayor filtrado glomerular => mayor eliminación de desechos + procesamiento varias veces al dia de los liquidos corporales. Volumen de plasma = 3 L Filtrado glomerular = 180 L/ dia o 125 ml/min # de veces que se filtra el plasma = 180/3 = 60 veces FILTRADO GLOMERULAR Recordemos que las proteínas no pasan por los capilares sin embargo el resto de solutos (excepto el Ca y acidos grasos) en igual concentración que el plasma => Osm = 300mOsm. Determinado por: eq fuerzas hidrostáticas y coloidosmoticas + coeficiente de filtración glomerular (Kf). En el capilar glomerular => Alta presión hidrostática + Gran Kf. DATOS A RECORDAR: FG = 180 L/dia o 125 ml/min Fraccion de filtración = FG/Flujo plasmático renal = 0.2 ¿Cual es el significado de la fracción de filtración? => Que el 20% del plasma se filtra por los capilares glomerulares. Caso 1: Filtracion libre, no reabsorción si secreción por tanto Excrecion = Filtracion. Ej: Creatinina. Caso 2: Filtracion libre pero reabsorción parcial por tanto Excrecion < Filtracion. Ej: Na y Cl. Caso 3: Filtracion libre pero reabsorción total por tanto Excrecion = 0. Ej: AA y glucosa. Caso 4: Filtracion libre sin reabsorción pero con secreción por tanto mayor excrecion. Ej: Acidos organicos y bases. Membrana capilar glomerular => 3 capas: Endotelio + Membrana basal + Celulas epiteliales (podocitos) = Barrera de filtración. Capilares fenestrados con cargas negativas en ellas => No paso de proteínas (carga -). Podocitos separados entre si por POROS EN HENDIDURA por donde se mueve el filtrado glomerular => tmbn carga (-) que evita el filtrado de proteínas (carga -). Todo lo mencionado => Filtrado selectivo. CAPACIDAD DE FILTRACION 1 = filtración de la sustancia igual a la del agua. Ej: Electrolitos y glucosa. 0.75 = filtración con rapidez de 75% la del agua. Diametro molecular de albumina = 6nm, el diámetro de las fenestras = 8nm sin embargo no filtran debido a la carga electrostática que se genera => Fenestra (-) y albumina (-). Por tanto si una molecula presenta carga (+) entonces filtra. En nefropatía se pierde el potencial eléctrico por tanto filtrado de moléculas que normalmente no lo harian por perdida de carga => Proteinuria o Albuminuria. DETERMINANTES DEL FILTRADO GLOMERULAR Determinado por: eq fuerzas hidrostáticas y coloidosmoticas (presión de filtración neta) + coeficiente de filtración glomerular (Kf). FG = Kf x PRESION DE FILTRACION NETA Presion de filtración neta: ∑ fz hidrostática (glomerular y Bowman) + coloidosmotica (glomerular y Bowman), recordar que en el filtrado normal no hay proteínas por tanto la presión coloidosmotica en la capsula de Bowman = 0. PRESION DE FILTRACION NETA = 10 mmHg Kf mide la conductividad hidráulica y el área de los capilares glomerulares. Kf=FG/PRESION DE FILTRACION NETA FG=125ml/min PRESION DE FILTRACION NETA = 10 mmHg Kf = 125/10 = 12.5 ml/min/mmHg Mayor Kf = Mayor FG. El Kf se reduce si hay menos capilares glomerulares que funcionan => Hipertension incontrolada + Diabetes Mellitus aumentan el espesor de la membrana basal capilar y los dañan. PRESION HIDROSTATICA En la capsula de Bowman = 18 mmHg, aumento de la presión en capsula de Bowman = menor FG, relación inversa. PRESION HIDROSTATICA BOWMAN Inversamente Proporcional FILTRADO GLOMERULAR En el capilar glomerular = 60 mmHg, aumento de la presión en el capilar = mayor FG. PRESION HIDROSTATICA CAPILAR Directamente Proporcional FILTRADO GLOMERULAR Mayor resistencia en la arteriola aferente = menor presión hidrostática = menor FG. Dilatacion de la arteriola aferente = Menor resistencia = mayor presión hidrostática = mayor FG. Constriccion en la arteriola eferente = Mayor resistencia al flujo de salida = mayor presión hidrostática (solo si no se reduce el flujo demasiado) = aumento ligero de FG. Si constriccion intensa en la arteriola eferente => Aumento en la presión coloidosmotica sobre la hidrostática = reducción en la presión de filtración neta = menor FG. (Efecto Donnan). En la arteriola aferente una constriccion intensa => Reduccion en el flujo sanguíneo renal => Menor filtrado glomerular. PRESION COLOIDOSMOTICA Al pasar la sangre desde la arteriola aferente al capilar glomerular se reabsorbe liquido => mayor concentración (20%) => De 28 mmHg a 36 mmHg. Determinada por 2 factores: La presión coloidosmotica del plasma y la fracción de plasma que se filtra. Mayor presión coloidosmotica del plasma = mayor presión coloidosmotica del capilar = reducción delFG. PRESION COLOIDOSMOTICA DEL CAPILAR Inversamente Proporcional FILTRADO GLOMERULAR Mayor fracción de filtración => Concentracion de proteínas del plasma => Mayor presión coloidosmotica glomerular. Mayor fracción de filtración = Mayor FG o menor flujo plasmático renal. FLUJO SANGUINEO RENAL 70 Kg => Flujo sanguíneo por riñones = 22% del GC = 1100ml/ml. Riñones = 0.4% del PCT por tanto flujo inmenso de sangre (gran % para la filtración y una pequeña parte para nutrición del parénquima). Riñon consume x2 de O2 que el encéfalo pero recibe x7 flujo => extracción arteriovenosa baja. Relacion O2 y reabsorción de Na: Si menor flujo renal = menor FG => menor filtración y reabsorción de Na = menor consumo de O2. Sin FG, no reabsorción de Na = reducción del consumo de O2 a ¼ => Necesidad metabolica. DETERMINANTES DEL FLUJO SANGUINEO RENAL FLUJO SANGUINEO RENAL = (PRESION A. RENAL – PRESION V. RENAL)/RESISTENCIA VASC. TOTAL Presion en la A. renal = 100 mmHg. Presion en la V. renal = 3.5 mmHg. Mayor resistencia en A. interlobulillar, A. aferente y A. eferente. Resistencia controlada por el simpático, hormonas y reguladores locales. Aumento de resistencia en estos segmentos = reducción del flujo sanguíneo. Menor resistencia vascular = mayor flujo renal si y solo si presión en la A. renal constante. Flujo sanguíneo renal => 80 – 170 mmHg. Corteza renal mayor flujo sanguíneo. Medula renal = 1.5% flujo sanguíneo renal (de los vasos rectos que descienden junto a las asas de Henle en la Nefrona yuxtamedular). CONTROL DE LA FILTRACION Y FLUJO SANGUINEO RENAL El simpático reduce la FG => Estimulo fuerte = contraccion de arteriolas = menor flujo renal = menor FG, activación refleja (estimulo moderado o débil) = no efecto. Mas importantes en isquemia o hemorragia grave. Noradrenalina y Adrenalina paralelas a actividad del simpático, escasa influencia solo en hemorragia grave. Endotelina => Contribuye a la hemostasia, aumenta en toxemia del embarazo, insuficiencia renal aguda y uremia crónica. Angiotensina II => Hormona circulante y autacoide local, en todos los vasos (menor actividad sobre los vasos preglomerulares = a. aferente => Liberacion de NO y prostagladinas que la contrarrestan) con mayor efecto en la a. eferente. Aumento de Angiotensina II = Mayor presión hidrostática glomerular = menor flujo sanguíneo renal = mayor reabsorción de Na y agua. Oxido Nitrico => Mantiene la vasodilatación, en hipertensión o aterosclerosis => Daño en endotelio por tanto reducción en producción de NO = vasoconstricción renal = mayor presión arterial. Prostaglandinas y bradicina => Amortiguadores de la angiotensina II, evitan reducción excesiva del FG y flujo sanguíneo renal. AUTORREGULACION DEL FG Y FLUJO SANGUINEO RENAL Recordar que a nivel renal => Mayor flujo sanguíneo. Autorregulacion evita cambios extremos en el FG si se altera la presión arterial, 1ra línea de defensa. FG = 180 L/dia o 125 ml/min REABSORCION TUBULAR = 178.5 L/dia EXCRECION = FG – REABSORCION EXCRECION = 180 – 178.5 = 1.5 L/dia Para la autorregulación => sistema de retroalimentación => acopla cambios en [NaCl] en la macula densa con control de resistencia arteriolar => asegura llegada de NaCl al túbulo distal por tanto asegura la FG. Mecanismo de retroalimentación tubuloglomerular => Retroalimentacion en A. aferente + retroalimentación en A. eferente => dependen del COMPLEJO YUXTAGLOMERULAR. Complejo Yuxtaglomerular = Macula densa (epitelio del túbulo distal) + Celulas yuxtaglomerulares (epitelio de las arteriolas). Macula densa => Detecta cambios en el volumen del túbulo distal => Menor FG = menor flujo al asa de Henle = mayor reabsorción de iones = menos NaCl = dispara sus receptores => Efecto: menor resistencia en arteriola aferente + liberación de renina en las células yuxtaglomerulares. La renina liberada => Cataliza la formación de angiotensina II. Accion conjunta de los componentes del complejo yuxtaglomerular evitan fluctuaciones en cambios de PA. Si se bloquea la síntesis de Angiotensina II se reduce el FG excesivamente tanto que puede provocar una insuficiencia renal aguda. Autorregulacion miogena => Capacidad de vasos de resistir estiramiento al aumentar la PA, el estiramiento de pared vascular = mayor movimiento de Ca al intracel = contracción, evita distensión excesiva y aumento excesivo del flujo sanguíneo renal. Protege el riñon en hipertensión. Ingestion elevada de proteínas = mayor flujo sanguíneo renal + FG, aumenta 25% 1h tras ingestión => Proteinas dan aminoácidos que deben reabsorberse, mayor reabsorción junto al Na, aumento del Na = activación de macula densa = menor resistencia arteriolar aferente = mayor flujo sanguíneo renal = mayor FG. Similar ocurre en la diabetes pero esta vez hay un exceso de glucosa (reabsorbida por contransporte de Na). Si daño del túbulo proximal => Intoxicacion con metales pesados o fármacos elevados, menor capacidad de reabsorber Na, exceso de NaCl al túbulo distal => Perdida rápida y excesiva de H2O. SEGUNDA PARTE: REABSORCION Y SECRECION TUBULAR MIJAIL JN En el filtrado al pasar por el sistema tubular ocurre reabsorción selectiva de determinadas sustancias. La intensidad con la que una sustancia se filtra está determinada por la siguiente formula: FILTRACION = FG x [PLASMATICA DE SUSTANCIA] Para una sustancia que no esta unida a proteínas. Ej: Glucosa => Plasma = 1g/L => Filtracion = 180 L/dia x 1g/L = 180 g/dia pero recordemos que esta no se excreta por tanto se reabsorben 180 g/dia. Cambios en reabsorción tubular y filtración glomerular están coordinados. Filtracion no selectiva, reabsorción altamente selectiva. Glucosa 100% reabsorbida, HCO3 99.9% reabsorbido, Na 99.4% reabsorbido, Cl 99.1 % reabsorbido, K 87.8% reabsorbido, Urea 50% reabsorbido y la Creatinina no se reabsorbe. Si se regula la reabsorción se regula la excreción. MECANISMOS Reabsorcion por el epitelio tubular al intersticio se da por transporte activo/pasivo = transcelular (por la membrana celular) o paracelular (por las uniones entre células) luego la sustancia pasa desde el intersticio a los capilares por ultrafiltración (flujo en masa) que esta mediado por fuerzas hidrostáticas y coloidosmoticas. Transporte activo: Mover un soluto en contra de gradiente, si acoplado a hidrolisis de ATP = transporte activo primario, si usa la gradiente de otro ion = transporte activo secundario. Transporte transcelular (por la celula) o paracelular (por la unión intracelular). El agua en el túbulo proximal se reabsorbe via paracelular. Transporte activo primario: ATPasa NaK Hidrolisis de ATP para llevar Na desde intracelular al intersticio llevando paralelamente K. El mecanismo mantiene [Na] baja y [K] alta generando carga de -70mV. El bombeo de Na basolateral favorece la difusión pasiva de Na luminalmente debido a que estos tienen carga + y el potencial es mas (-) intracelularmente. Esta bomba esta presente en la mayor parte del túbulo. =>En el túbulo proximal => Borde en cepillo = x20 superficie. =>Tmbn proteínas transportadoras de Na => Difusion facilitada junto a otras sustancias. Reabsorcion activa por la membrana tubular/Transporte activo secundario: Una sustancia que difunde por su gradiente brinda energía suficiente para transportar otra sustancia que va en contra de su gradiente, en la celula salen por la membrana basolateral por difusión facilitada. Cotransportadores Sodio y Glucosa (SGLT): En el borde en cepillo del túbulo proximal, llevan glucosa en contra gradiente. SGLT 2 = 90% de la glucosa, en primera parte deltúbulo proximal. SGLT 1 = 10% de la glucosa. Para que la glucosa se difunda por la membrana basolateral se usan los GLUT: GLUT 2 = Segmento S1 del túbulo proximal. GLUT 1 = Segmento S3 del túbulo proximal. Actua sinérgicamente con NaK ATPasa (proporciona el gradiente que necesitan los SGLT). Para la glucosa el transporte activo secundario = SGLT = membrana luminal, la difusión pasiva = GLUT = membrana basolateral y el flujo en masa (intersticio -> capilares). Secrecion activa hacia el túbulo: Dada por transporte activo secundario => cotransporte. Intercambiador de sodio-hidrogeno: Entrada del Na con expulsión del H, al entrar el Na cambia el potencial = salida del H. El potencial es restaurado por la NaK ATPasa. Pinocitosis: Principalmente en el túbulo proximal, para moléculas grandes => unión al borde en cepillo => invaginación, requiere energía por tanto = Transporte activo. Para transporte de proteínas. Transporte Maximo: Limite en la intensidad para transportar una determinada sustancia => Saturacion de sistemas de transporte = cantidad de soluto supera la cantidad de transportadores. Ej: Glucosa => Casi toda reabsorbida en túbulo proximal: Transporte máximo = 375 mg/min, carga filtrada = 125 ml/min pero si aumenta la carga filtrada como en la diabetes y sobrepasa el transporte máximo se empieza a observar glucosa en orina. 1) Difusion del Na por la membrana luminal debido a gradiente por la NaK ATPasa (-70mV). 2) Transporte de Na contragradiente por la membrana basolateral por la NaK ATPasa. 3) Ultrafiltracion (presión hidrostática y coloidosmotica) 1 2 3 UMBRAL DE LA GLUCOSA = 200 mg/dl TRANSPORTE MAXIMO = 350 mg/dl Si la concentración plasmática supera el transporte máximo => exceso de carga filtrada => mayor excreción. Sustancias con transporte activo pero sin transporte máximo: Debido a que la intensidad del transporte esta determinado por: Gradiente, permeabilidad y tiempo en el túbulo => Transporte gradiente-tiempo. Ej: El sodio en el túbulo proximal no presenta transporte máximo, mayor capacidad que la intensidad de reabsorción neta debido a: Permeabilidad, fuerzas físicas intersticiales. Al obedecer a transporte gradiente-tiempo, mayor concentración de Na = mayor reabsorción y menor velocidad de flujo = mayor reabsorción. En el resto de porciones => Transporte máximo, alterable con ALDOSTERONA. Reabsorcion de H2O acoplada a reabsorción de Na: Soluto al transportarse fuera del túbulo = reducción en concentración tubular + aumento en concentración intersticial = presión osmótica. Tubulo proximal altamente permeable al H2O, poca diferencia de gradiente para otros solutos. En el túbulo proximal el flujo del H2O por las uniones estrechas, arrastra algunos iones (Na, Cl, K, Ca, Mg), cambios en la reabsorción de Na influye en reabsorción de H2O. En el asa de Henle hasta el tubo colector las uniones estrechas menor permeabilidad al H2O, mayor permeabilidad con la ADH. Reabsorcion de Cl, urea y solutos por difusión pasiva: Al reabsorber Na por el epitelio tmbn iones (-) = Cl => Difusion pasiva paracelular. Acoplamiento reabsorción activa de Na con reabsorción pasiva de Cl. El Cl tmbn por transporte activo secundario => Cotransporte Na/Cl en borde luminal. Urea => Reabsorcion pasiva pero en menor grado, al reabsorber el H2O la concentración aumenta = gradiente que favorece la reabsorción => Transportadores de urea. La urea solo se reabsorbe 50%. La creatinina es impermeable a la membrana tubular => No reabsorción = Excrecion total. Si la concentración plasmática de glucosa = 100mg/dl entonces carga filtrada normal. Si la concentración de glucosa sobrepasa los 200 mg/dl se empieza a excretar una pequeña cantidad por la orina. REABSORCION Y SECRECION A LO LARGO DE LA NEFRONA TUBULO PROXIMAL 65% del Na y H2O. Epitelio con metabolismo alto, abundantes mitocondrias, borde en cepillo => Superficie de membrana extensa con gran cantidad de moléculas transportadoras. Principalmente cotransportadores asociados al Na, contratransportadores asociados al Na (absorción de Na y secreción de otras sustancias) => Intermcabiadores de Na y H, SGLT, GLUT. 1ra ½ del túbulo proximal => Cotransporte Na/glucosa o aa. 2da ½ del túbulo proximal => Pocos aa o glucosa para reabsorber => Cotransporte Na/Cl debido a alta concentración de Cl (140 mEq/L vs 1ra mitad túbulo = 105 mEq/L) favorece la difusión de la luz tubular al intersticio. Cambio en concentración de solutos a lo largo del túbulo proximal: Cantidad de Na reducido pero la Osm no alterada => A la vez que se reabsorbe Na también se reabsorbe H2O = concentración ± constante. Para solutos organicos: Glucosa, aa y HCO3 mayor reabsorción = reducción en concentración. Creatinina: Menor difusibilidad por tanto concentración aumenta en el túbulo proximal. Osm constante. Secrecion de acidos y bases => Sales biliares, oxalato, urato y catecolaminas => Excrecion rápida de productos de desecho además de fármacos o toxinas. Caso especial: Acido paraaminohipurico (PAH), se depura rápidamente => 90% del PAH serico se excreta por tanto usado para calcular el flujo plasmático renal. ASA DE HENLE 3 segmentos: Descendente delgado, ascendente delgado y ascendente grueso. Las asas delgadas presentan membranas sin bordes en cepillo con pocas mitocondrias y poca actividad metabolica. Segmento descendente delgado => Alta permeabilidad al agua y ± a solutos (Na, urea, etc), para difusión simple de sustancias => Reabsorbe el 20% del H2O filtrada. Segmento ascendente delgado y grueso => Casi impermeables al H2O = concentración de la orina. Segmento grueso => Epitelio grueso con elevado metabolismo = reabsorción activa de Na, Cl y K (aprox 25% de estos iones se reabsorben en esta sección) => Ligado a ATPasa Na/K, el segmento fino presenta poca capacidad de reabsorción y el segmento descendente casi no absorbe estos iones. ATPasa Na/K => baja concentración intracelular de Na = gradiente favorable para el Na. Cotransportador 1-Na, 2-Cl, 1-K => En el asa ascendente gruesa media el movimiento de iones, actua junto a la ATPasa Na/K aprovechando la energía potencial liberada para la reabsorción de K al intracelular. Furosemida, acido etacrinico y humetadina = Diureticos de asa => Sobre el segmento grueso, inhiben el cotransportador 1-Na, 2-Cl, 1-K. Contratransporte Na/H => Reabsorcion de Na y secreción de H. Reabsorcion paracelular de Mg, Ca, Na y K debido a la carga positiva (+8mV) generada por el cotransportador 1-Na, 2-Cl, 1-K permite la difusión al intersticio. El segmento grueso casi impermeable al H2O => Reabsorcion de solutos grande = Dilucion. TUBULO DISTAL Segmento ascendente grueso => Tubulo distal. Porcion inicial = Macula densa => Epitelio empaquetado, parte del complejo yuxtaglomerular => Control de retroalimentación. Contorneado y con características del segmento ascendente grueso, reabsorción de iones => Segmento Diluyente. 5% del NaCl se reabsorbe en 1ra parte del túbulo distal. Cotransportador de Na/Cl (inhibido por diuréticos tiacidicos) acoplado a ATPasa Na/K, en Cl va hacia el intersticio por canales de cloro. PORCION FINAL DEL TUBULO DISTAL + TUBULO COLECTOR CORTICAL Caracteristicas funcionales similares => 2 tipos celulares = Celulas principales (reabsorción de Na y H2O, secreción de K) + Celulas intercaladas (reabsorción de K y secreción de H). Celulas principales: Actividad de ATPasa Na/K, concentración baja de Na intracelular = gradiente,secreción de K => Entrada de K por bomba ATPasa Na/K luego difusión por gradiente hacia el liquido tubular. Sitio de accion de “diuréticos ahorradores de K” = Espironolactona y epleronona (ambos compiten con Aldosterona inhibiendo su accion), amilorida y triamtereno (bloquean los canales de Na, reducen la cantidad de Na que se transporta). Celulas intercaladas: Transportador H-ATPasa, el H de la accion de anhidrasa carbonica: H2O + CO2 => H2CO3 => H + HCO3 El H se secreta a la luz tubular, el HCO3 se reabsorbe = papel en regulación acido-basica, Tmbn reabsorción K. Casi impermeables a la urea, algo de reabsorción en los tubos colectores medulares. Intensidad de reabsorción de Na controlada por Aldosterona. Transportador H-ATPasa => Secreta H en contra de un gran gradiente (1000:1). Permeabilidad al H2O regulada por ADH o vasopresina, alta ADH = permeabilidad al H2O. CONDUCTO COLECTOR MEDULAR Reabsorcion de menos del 10% de Na y H2O, lugar final de procesamiento de orina. Epitelio cubico con superficies lisas y pocas mitocondrias. Permeabilidad al H2O controlada por ADH. Permeable a urea => Transportadores de urea, reabsorción = mayor Osm, contribuye a formar orina concentrada. Secreta H contragradiente. EVOLUCION DE LAS CONCENTRACIONES A LO LARGO DEL SISTEMA TUBULAR Inulina puede usarse para medir la reabsorción tubular de H2O, debido a que no se reabsorbe ni secreta y si su concentración cambia = cambio en la cantidad de liquido tubular. INULINA TUBULAR/INULINA PLASMATICA El cociente sube a 3 al final del túbulo próximal = 1/3 del H2O filtrada permanece en el túbulo renal y 2/3 reabsorbidos. Al final de los tubulos colectores = 125. REGULACION DE REABSORCION TUBULAR Para algunos solutos su concentración se puede regular independientemente. EQUILIBRIO GLOMERULOTUBULAR Capacidad del túbulo de aumentar su reabsorción si mayor carga. REABSORCION TUBULAR ABSOLUTA = 65% DEL FG Cambios causados por alteraciones en las fuerzas físicas en el túbulo y en el intersticio, evita sobrecarga en el túbulo distal al aumentar el FG. 2da línea de defensa para amortiguar cambios en el FG, junto al mecanismo de autorregulación. FUERZAS FISICAS EN EL INTERSTICIO Y CAPILAR Fz hidrostática + coloidosmotica. Del filtrado se reabsorbe el 99% de H2O y solutos al pasar por los tubulos => Reabsorcion capilar peritubular = 124 ml/min. REABSORCION = Kf x FZ DE REABSORCION NETA Fz de reabsorción neta = 10 mmHg Kf = 12.4 ml/min/mmHg Por tanto => Reabsorcion = 124 ml/min. Observemos primero a la glucosa y aa, su concentración en el filtrado cae en el túbulo proximal => < 1 hasta O = reabsorción de más soluto. Observemos la evolución de la urea, inulina, creatinina y PAH => concentración aumenta progresivamente = poca reabsorción. En cuanto al K, Na y Cl => aumentan su concentración moderadamente hasta el asa de Henle luevo al final de esta cae para volver a aumentar, mayor aumento en el K. En cuanto al HCO3 su concentración va disminuyendo con solo un ligero pico en el asa de Henle = reabsorción ±. REGULACION DE LAS FUERZAS FISICAS EN EL CAPILAR PERITUBULAR Presion hidrostática capilar peritubular determinada por PRESION ARTERIAL + RESISTENCIA EN ARTERIOLA AFERENTE Y EFERENTE. Mayor presión arterial = mayor presión hidrostática peritubular = menor reabsorción ± amortiguado por mecanismos de autorregulación. Mayor resistencia en la arteriola aferente o eferente = menor presión hidrostática peritubular = mayor reabsorción. Constriccion en la arteriola aferente = mayor presión hidrostática capilar glomerular + menor presión hidrostática capilar peritubular. Presion coloidosmotica: Mayor presión coloidosmotica = mayor reabsorción capilar peritubular. Presion colodosmotica plasmática sistémica si aumenta = mayor presión coloidosmotica capilar peritubular = mayor reabsorción. Mayor fracción de filtración = mayor fracción de plasma se filtra por el glomérulo = mayor reabsorción capilar. FRACCION DE FILTRACION = FG/FLUJO PLASMATICO RENAL Mayor fracción de filtración por aumento del FG o reducción del flujo plasmático renal. Angiotensina II => Mayor reabsorción capilar peritubular al reducir el flujo plasmático renal. Mayor Kf = mayor reabsorción, menor Kf = menor reabsorción ya que Kf representa la permeabilidad. Presion hidrostática y coloidosmotica en el intersticio Descenso en la reabsorción => Menor presión coloidosmotica o mayor presión hidrostática => menor captación de liquidos y solutos. Tras el paso de los solutos entrar al intersticio también lo hace el agua (efecto osmosis) => flujo en masa hacia el capilar con poca retrodifusion, pero si menor reabsorción capilar = mayor presión hidrostática en el intersticio = mayor retrodifusion = menor reabsorción neta. PRESION ARTERIAL Y DIURESIS Poco cambio en la PA = aumento en excreción de Na + H2O = NATRIURESIS O DIURESIS por presión. Si la PA disminuye a menos de 75 mmHg entonces el filtrado glomerular cae => Autorregulacion deteriorada. Aumento de PA = mayor diuresis = menor % de carga filtrada que reabsorben los tubulos. Aumento de presión hidrostática intersticial favorece retrodifusion de Na = menor reabsorción de Na y H2O. Si menos Angiotensina II = menor reabsorción de Na y menor secreción de aldosterona. CONTROL HORMONAL Si la PA aumenta entre 75 a 160 mmHg, poca variación en el flujo sanguíneo renal y FG. Aldosterona => Secretado por corteza suprarrenal, regula la reabsorción de Na y secreción de K sobre las células principales del tubo colector cortical => estimula la ATPasa Na/K + mayor permeabilidad al Na luminalmente = retención renal de Na y H2O = restaura la volemia. Estimulos: Mayor concentración extracel de K + Angiotensina II (en depleción de Na, baja volemia o baja PA). Enfermedad de Addison => No aldosterona = perdida acentuada de Na y acumulación de K. Enfermedad de Conn => Exceso aldosterona = retención de Na y menos K. Regulador mas importante del K. Angiotensina II => Hormona ahorradora de Na mas potente. Estimulos: PA o volemia baja (hemorragia, sudoración o diarrea intensa). Ayuda a normalizar la presión arterial, 3 efectos: Mayor secreción de aldosterona (mayor reabsorción de Na). Contracción de la arteriola eferente = menor presión hidrostática capilar peritubular = mayor reabsorción tubular + menor flujo sanguíneo = mayor fracción de filtración = mayor fuerza de reabsorción. Estimula la reabsorción de Na en túbulo proximal, asa de Henle, túbulo distal y túbulo colector => Estimula la Na/K ATPasa + mayor actividad del contratransportador Na/H (túbulo proximal). Ayuda a mantener la reabsorción tubular de Na. ADH => aumenta la permeabilidad del túbulo distal, túbulo colector y conducto colector = conservación de H2O. Sin ADH = baja permeabilidad de H2O = orina diluida con menor concentración. Union a receptores V2 en ultima porción de los segmentos mencionados => + AMPc => Protein cinasa => estimula el movimiento de acuaporina 2 (AQP-2) hacia el lado luminal = canal de H2O para rápida difusión. Tmbn AQP-3 Y AQP-4 en el lado basolateral, independientes de ADH, via de salida rápida para H2O. +ADH = +AQP-2 = +H2O reabsorbida. PAN o Peptido Atrial Natriuretico Concentracion alta = inhibición en reabsorción de Na y H2O. Inhibe la secreción de renina por tanto Angiotensina II = menor reabsorción tubular. Aumentado en insuficiencia cardia congestiva. Atenua la retención de Na y H2O en insuficiencia cardiaca.PTH o paratohormona => mayor reabsorción tubular de Ca (túbulo distal + asa de Henle), inhibe la reabsorción de fosfato (túbulo proximal) y estimula reabsorción de Mg (asa de Henle). SISTEMA NERVIOSO SIMPATICO Activacion grave = menor excreción de H2O y Na contrayendo la arteriola renal = menor FG. Estimulacion = liberación de renina => Angiotensina II. CUANTIFICACION DE LA FUNCION RENAL Intensidad de aclaración de una sustancia (nunca es 100%) = eficacia de excreción de esa sustancia. Ej: Plasma con 1mg/ml de sustancia y 1mg/ml de esa sustancia se excreta entonces se aclaran de esa sustancia 1ml/min de plasma. ACLARAMIENTO = (CONCENTRACION URINARIA x FLUJO DE ORINA)/CONCENTRACION PLASMATICA Si una sustancia se filtra libremente y no se reabsorbe o secreta => intensidad de excreción = filtración: FG x CONCENTRACION PLASMATICA = CONCENTRACION URINARIA x FLUJO DE ORINA FG = ACLARAMIENTO La inulina es un buen ejemplo de estas sustancias además del yotalamato radiactivo y creatinina. Creatinina = producto final del metabolismo muscular, eliminación casi completa => evaluación del FG sin embargo no es un marcador perfecto (cantidad de creatinina excretada supera ligeramente a la cantidad filtrada). Si el FG reducido al 50% súbitamente => Filtracion y excreción transitoria de ½ de creatinina = acumulación sérica = mayor concentración que aumenta hasta que se recupere el FG. Si el FG reducido al 75% (1/4) => Aumenta 4 veces. Aclaramiento del PAH: Teoricamente si una sustancia se aclara completamente => Aclaramiento = flujo plasmático renal total. FPR = (CONCENTRACION URINARIA X FLUJO DE ORINA)/CONCENTRACION PLASMATICA = ACLARAMIENTO FG = 20% del flujo plasmático renal => La sustancia que se aclare completamente no solo debe filtrarse sino también secretarse. PAH => Aclara al 90% = aproximación del flujo plasmático renal => Cociente de extracción renal = 90%. Si concentración plasmática = 0.01mg/ml, concentración urinaria = 5.85mg/ml y flujo urinario = 1ml/min => FRP = 585 ml/min. Pero como el cociente de extracción renal = 90% => 585/0.9 = 650ml/min. FLUJO PLASMATICO RENAL (FPR) = ACLARAMIENTO/COCIENTE DE EXTRACCION Cociente de extracción: COCIENTE DE EXTRACCION = (CONCENTRACION EN LA A.RENAL – V.RENAL)/CONCENTRACION EN LA A.RENAL Flujo sanguíneo de los riñones: Si hematocrito = 0.45 y flujo plasmático renal = 650ml/min => Flujo sanguíneo renal = 1.182 ml/min. FLUJO SANGUINEO RENAL = FLUJO PLASMATICO RENAL/(1-HEMATOCRITO) Fraccion de filtración: Fraccion de plasma que se filtra. FRACCION DE FILTRACION = FG/FPR FRACCION DE FILTRACION = 125/650 = 0.19 Reabsorcion/Secrecion tubular del aclaramiento renal: Si excreción de sustancia (Concentracion urinaria x flujo de orina) < Filtrado (FG x concentración plasmática) => Reabsorcion. Si excreción de sustancia > filtrado => Secrecion. Carga de Na filtrado => FG x Concentracion plasmática => 100ml/min x 140uEq/ml = 14000uEq/min. Excrecion urinaria de Na => Concentracion urinaria x Flujo de orina => 70uEq/ml x 1ml/min = 70uEq/min. Reabsorcion tubular de Na = Filtracion – Excrecion => 14000 uEq/min – 70 uEq/min = 13930 uEq/min. Aclaramiento de sustancia = Inulina => Solo filtración. Aclaramiento de sustancia menor q Inulina => Reabsorcion. Aclaramiento de sustancia mayor q Inulina => Secrecion. TERCERA PARTE: CONCENTRACION Y DILUCION DE LA ORINA MIJAIL JN Liquido extracelular en concentración y osm constante => Cantidad de soluto/volumen por tanto la [iones] determinada por el H2O extracelular => Controlada por Ingestion/Excrecion. Exceso de H2O en organismo = Osm reducida => Excrecion de orina de hasta 50 mOsm/L (1/6 del plasmático=300). Deficiencia de H2O = Osm elevada => Excrecion de orina de hasta 1200 a 1400 mOsm/L. Para el control de la Osm => Sistema de retroalimentación -> Efector = ADH (vasopresina). Osm aumentada => Secrecion de ADH (lóbulo posterior de adenohipófisis) = Aumento en permeabilidad = mayor reabsorción de H2O = menos orina y mas concentrada. Osm reducida => No ADH = menor permeabilidad = menor reabsorción de H2O = mas orina y menor []. ORINA DILUIDA Exceso de H2O => Orina de hasta 20L/dia y 50 mOsm/L dejando de reabsorber H2O en porciones distales de la nefrona. RECORDAR: El filtrado al recién formarse Osm = a la plasmática = 300 mOsm. Al fluir el filtrado por el túbulo proximal se producen cambios ligeros en la Osm ya que los solutos como el H2O se reabsorben en casi iguales proporciones (300mOsm) pero en el asa de Henle hay una mayor reabsorción de H2O => alteración en la Osm (se iguala a la Osm intersticial=aumento), en la porción ascendente hay una mayor reabsorción de solutos e impermeabilidad al H2O por tanto Osm desciende (dilución) de hasta 100 mOsm. RECORDAR: antes de la porción ascendente = hiperosmotico, al finalizar = hiposmotico => Independiente de ADH en la porción ascendente. A nivel del conducto colector hay reabsorción de NaCl + H2O, sin ADH se impermeabiliza = dilución (hasta 50 mOsm) = gran volumen de orina. Riñon sano => Liquido que sale del asa de Henle y en la 1ra parte del túbulo distal = diluido (independientemente de ADH). La ADH concentra la orina actuando en la parte final del túbulo distal y conductos colectores. ORINA CONCENTRADA Conservacion del H2O => Formacion de volumen pequeño de orina = menor ingesta de liquido para homeostasis => excreción continua de solutos + mayor reabsorción de H2O = menor volumen pero mayor Osm (hasta 1200 a 1400). VOLUMEN OBLIGATORIO = capacidad máxima de concentración Persona de 70Kg debe ingerir 600 mOsm de solutos y la capacidad máxima de concentracion = 1200 mOsm. 600/1200 = 0.5 L/dia Lo que acabamos de calcular es la cantidad minima de orina que se puede expulsar en condiciones de deshidratación. DENSIDAD ESPECIFICA DE ORINA Estimacion de la concentración de solutos, mayor concentración = mayor densidad especifica = mayor Osm. VN = 1002 – 1028 g/ml Aumenta 0.001 por cada 35 a 40 mOsm. La relación Osm con densidad se altera si hay presencia de macromoléculas como la glucosa. Al ingerir 1L de H2O ocurre lo siguiente: Observemos la curva en azul, el flujo de orina ha aumentado hasta 6ml/min pero la cantidad de solutos que se elimina no varia (no debería). El detalle es que al haber mas orina con una misma excreción de solutos esta se diluye. REQUISITOS PARA ORINA CONCENTRADA Alta ADH = alta permeabilidad = alta reabsorción. Alta Osm intersticial (hiperosmotico por el MECANISMO DE CONTRACORRIENTE) = gradiente grande para fácil reabsorción. El intersticio medular alrededor de conductos colectores siempre es hiperosmolar por tanto con alta ADH el agua se difunde mas fácilmente hacia el intesticio y de ahí por flujo en masa hacia la sangre (via vasos rectos). El mecanismo de contracorriente depende de disposición de asas de Henle y vasos rectos, 25% de nefronas = yuxtamedulares. MECANISMO DE CONTRACORRIENTE Osm intersticial tisular = plasmática = 300 mOsm. Osm intersticial en medula renal = 1200 a 1400 mOsm => mayor concentración de solutos que H2O mantenida por una salida y entrada constante. Dependiente de: Transporte activo de Na + Cotransporte K, Cl, etc hacia el intersticio; difusión facilitada de urea al intersticio, difusión de poca H2O hacia el intersitio. REABSORCION DE IONES > REABSORCION DE H2O Principal causa de hiperosmolaridad medular = transporte activo de Na + Cotransporte de K, Cl, etc => gradiente de hasta 200 mOsm. Rama ascendente gruesa = impermeabilidad al H2O, el ionbombeado no con H2O => + soluto que H2O añadido. Rama descente = alta permeabilidad al H2O = igualación con Osm tubular => Difusion del H2O al intersticio. Osm del filtrado aumenta al fluir a la punta del asa de Henle. 1) Filtrado en asa de Henle => Osm = 300 mOsm/L. 2) En la rasa ascendente gruesa se reduce la concentración tubular y aumenta la intersticial => gradiente de 200 mOsm (no es mas debido a que se autocompensa). 3) El filtrado en la rama descendente se iguala en Osm con el intersticio (400mOsm), en el intersticio mantenida por transporte de iones continuo. 4) Flujo extra al asa de Henle causa que el filtrado fluya a la rama ascendente, ahí se bombean mas iones al intersticio => Aumento de Osm intersticial (500mOsm). 5) Equilibrio Osm intersticial con tubular. 6) El filtrado hiperosmotico fluye a la rama ascendente, se bombea aun mas soluto al intersticio. La repetición de estos procesos aumenta la cantidad de soluto en el intersticio = aumento de Osm hasta 1200 – 1400 mOsm/l => Absorcion repetida = mayor Osm = EFECTO MULTIPLICADOR. PAPEL DEL TUBULO DISTAL Y CONDUCTOS COLECTORES El filtrado al pasar al túbulo contorneado => Dilucion de solo 100 mOsm/L, la 1ra parte del túbulo distal continua la dilución (transporte activo de Na al intersticio pero poco transporte de H2O). Sin ADH, túbulo distal impermeable = dilución mayor. Con ADH = permeabilidad = reabsorción de H2O. El H2O reabsorbida va hacia la corteza renal y no hacia la medula = hiperosmolaridad medular conservada. Al fluir por el conducto colector hay mayor reabsorción, el H2O va hacia los vasos rectos y de ahí a sangre venosa. Con ADH los conductos colectores permeables por tanto => Liquido al final de ellos = Osm que el intersticio (1200 mOsm/l). PAPEL DE LA UREA Na => 200 mOsm. Urea => 40-50% de Osm intersticial = 500 a 600 mOsm, presenta reabsorción pasiva. ADH presente = deficiencia de H2O = reabsorción de grandes cantidades de Urea = gradiente mayor = mayor captación de H2O. Mayor concentración en el conducto colector medular interno => mayor concentración tubular = difusión hacia el intersticio => TRANSPORTADORES = UT-A1, UT-A3 (activado por ADH). En túbulo proximal reabsorción de 40 – 50% de Urea. En asa de Henle mayor concentración (reabsorción de H2O + algo de secreción por UT-A2). Rama gruesa de Henle, túbulo distal y colector cortical impermeable al H2O, mayor permeabilidad. Dieta hiperproteica = alta concentración de urea. Malnutricion = poca urea en el intersticio = deterioro en capacidad de concentrar la orina. Recirculacion del conducto colector al asa de Henle => hiperosmolaridad medular. 20 – 50% de urea filtrada se excreta => Excrecion determinada por: Concentracion de urea plasmática, filtrado glomerular. Nefropatia = menor FG = mayor concentración de Urea sérica => para normalizar la excreción. ORINA CONCENTRADA => Alta ADH, mayor reabsorción de H2O = mayor concentración tubular de Urea => alta concentración tubular favorece el transporte al intersticio => de la urea reabsorbida en el intersticio una parte asciende hacia el asa delgada y ahí ocurre el fenómeno de secreción (RECIRCULACION = ahorro de H2O excretada). ORINA DILUIDA => No ADH, menor reabsorción de H2O => menor concentración de urea tubular y menor difusión. FLUJO SANGUINEO E HIPEROSMOLARIDAD Flujo sanguíneo medular => 5% del flujo renal (necesidades metabólicas, reduce perdida de solutos), vasos rectos son intercambiadores contracorriente. Vasos rectos: Permeables a solutos excepto a proteínas, al descender la sangre se concentra por entrada de iones y por algo de perdida de H2O, en la “Punta” => 1200 mOsm (igual q el intersticio), al ascender por la medula va reduciendo la Osm por difusión de solutos además de ingreso de H2O (de reabsorción) => Evita disipación del gradiente hiperosmolar medular. Vasodilatacion = mayor flujo = mayor recojo de solutos = menor Osm = menor concentración de orina, inclusive con ADH se presenta este efecto. INTEGRACION Poca H2O = orina concentrada por reabsorción de H2O con poco volumen urinario pero alta concentración con bajo NaCl. Aldosterona + Angiotensina II => Favorecen reabsorción de Na en tubulos. Menos ADH = gran excreción de orina diluida pero no aumenta la excreción de Na. Recordar => Volumen de orina obligatorio => Excrecion de 600mOsm de soluto/dia = 1L de orina. CONCENTRACION Y DILUCION RENAL DE ORINA Orina diluida = + H2O excretada, Orina concentrada = + H2O retenida. Aclaramiento total de solutos = ACLARAMIENTO OSMOLAR (Cosm) => Vol de plasma aclarado/min. Cosm=(Osmolaridad de orina X flujo urinario)/Osmolaridad plasmática Osm plasmática = 300 mOsm/L, osm orina = 600 mOsm/L, flujo de orinal = 1ml/min o 0.001 L/min, excreción osmolar = 0.6 mOsm (600 x 0.001) => Aclaramiento osmolar = 0.6/300 = 0.002 L/min = 2 ml/min. En el TUBULO PROXIMAL observamos que la osm es de 300 mOsm => REABSORCION DE H2O = SOLUTOS, 65% aprox. ASA DE HENLE: Descendente: Reabsorcion H2O > solutos = concentración del filtrado hasta 1200mOsm/L. Ascendente delgada: Reabsorcion H2O = 0, impermeabilidad, pero si reabsorción de solutos = reducción en la Osm. Ascendente gruesa: Reabsorcion H2O = 0, reabsorción grande de solutos => descenso de Osm hasta 100 mOsm/L. Hasta 100 mOsm/L TUBULO DISTAL: Primera parte: Similar a ascendente gruesa, dilución hasta 50 mOsm/L. Parte final + Conducto colector cortical: Osm dependiente de ADH Si ADH = permeabilidad H2O, mayor concentración de UREA. No ADH = menor permeabilidad de H2O, osm reducida. CONDUCTO COLECTOR MEDULAR: Concentracion depende de ADH + intersticio. Si ADH = equilibrio osmótico con medula = 1200 mOsm/L. NaCl + urea contribuyen a hiperosmolaridad medular. Aclaramiento de H2O libre: Diferencia excreción de H2O (flujo urinario) – Cosm. Si aclaramiento (+) = excreción de exceso de H2O. ORINA DILUIDA. Si aclaramiento (-) = excreción de solutos, conservación de H2O. ORINA CONCENTRADA. Ej: Flujo = 1ml/min y Cosm = 2ml/min => Aclaramiento de H2O libre = -1 => Se conserva H2O. ALTERACIONES EN LA CONCENTRACION DE ORINA Secrecion de ADH alterada = manejo de liquido anormal, transtorno en contracorriente = reducción en la capacidad de concentrar la orina, incapacidad de responder a ADH. DIABETES INSIPIDA Incapacidad de liberar o producir ADH por lesiones hipofisiarias o congénitas => Volumen de orina de hasta 15 L/dia (diluida), se administrar un análogo de la ADH (sobre receptores V2 = mayor permeabilidad) como tratamiento. Incapacidad de respuesta a ADH = DIABETES INSIPIDA NEFROGENA Fallo en el mecanismo de contracorriente => gran volumen urinario + deshidratación => menor capacidad de concentración de orina. Furosemida = diurético, inhibe reabsorción de soluto en asa de Henle. Litio + tetraciclinas => reducción en capacidad de respuesta de segmentos distales ante ADH. CONTROL DE OSM Y CONCENTRACION DE NA EXTRACELULAR Concentracion plasmática = 140 a 145 mEq/L y 300 mOsm/L. OSM PLASMATICA = 2.1 X Concentracion plasmática de Na En nefropatías considerar a la glucosa y urea. NaCl = 94% de Osm extracelular => Principales determinanetes. Urea y Glucosa = 3 a 5% Osm total, la urea ejerce poca presión Osm efectiva. Control: Sistema osmorreceptor + Sed. SISTEMA DE RETROALIMENTACION OSMORRECEPTOR-ADH Mayor Osm = mayor concentración de Na (menor volumen sanguíneo o menor PA) => activación de osmorreceptores(hipotálamo anterior) => Impulso al nucleo supraoptico y de ahí al lóbulo posterior de hipófisis => Liberacion de ADH a sangre => En los riñones = mayor permeabilidad a H2O = mayor reabsorción de H2O => Conservacion de H2O pero excreción normal de solutos = eq en la Osm. Si menor Osm => Lo opuesto. ADH sensible a cambios pequeños en la Osm, variación de 1% = alta respuesta. Nausea = x100 ADH. Nicotina + morfina => Liberacion de ADH. Alcohol => Inhibe ADH = diuresis. SED Ingestion de liquido => mantenimiento de la Osm. Centro de la sed = Pared anteroventral del 3er ventrículo (estimula liberación de ADH + sed) + zona anterolateral del preoptico. Mayor Osm = estimulo del órganos vasculoso de la lamina terminal (extremo inferior de región AV3V). Estimulos: Deshidratacion intracelular, menor volumen de liquido extracelular (incluso hemorragia), menor PA, Angiotensina II (sobre el órgano subfornical y órgano vasculoso en lamina terminal, relac tmbn a hipovolemia), sequedad de boca y esófago, estimulos digestivos y faríngeos. Osm + 2.5 mEq/L de lo normal = Umbral. En paralelo con el sistema de retroalimentación osmorreceptor-ADH, sin ambos mecanismos = alteración bruzca de concentración de Na. Si bloqueamos la ADH las concentración de Na se dispara pero si bloqueamos el sistema aldosterona- angiotensina, pequeña variación en la concentración de Na (mayor efecto en extremos). Angiotensina II + aldosterona manejan los volúmenes pero no la concentración, el sistema ADH-sed regula la retención y consumo de H2O por tanto manejan la concentración. ANGIOTENSINA II + ALDOSTERONA EN CONTROL DE OSM Y CONCENTRACION DE NA EXTRACELULAR Menor ingestión de Na = mas de Angiotensina II + aldosterona = mayor reabsorción renal y menor excreción. Mayor ingestión de Na = menos Angiotensina II + aldosterona = mayor excreción. Aumentan cantidad de Na extracelular (principalmente en situaciones extremas), volumen extracelular. APETITO POR LA SAL Ingestion diaria = 100 a 200 mEq/dia, minimo 10 a 20 mEq/dia. Mayor ingesta en enfermedad de Addison (por deficiencia en aldosterona = perdida de Na en orina = menor volumen extracelular). Menor concentración de Na = mayor apetito por sal. Region AV3V el encéfalo. CUARTA PARTE: REGULACION RENAL DE K, CA, P, Mg MIJAIL JN POTASIO Concentracion de K extracelular = 4.2 mEq/L ± 0.3 mEq/L => Aumento de K = arritmia, fibrilación y paro cardiaco. 98% intracelular, 2% extracelular => Adulto 70 Kg con 28L de liquido intracelular (40% PCT) y 14L extracelular (20% PCT) => 3902 mEq en el intra y solo 59 mEq en el extra. Ingesta diaria de 50 a 200 mEq/L por tanto debe haber excreción rápida, sino = HIPERPOTASEMIA. Equilibrio del K depende de excreción renal, excreción fecal = 5 a 10%. Puede desviarse K al intracelular (Redistribucion = 1ra línea de defensa). Redistribucion interna: Absorcion de 40mEq de K de una comida en 14L aumenta la concentración 2.9mEq = letal si permaneciera en el extracelular => Redistribucion al intracelular = normalización. Deficiencia de insulina = mayor concentracion de K extracelular => Insulina = reduce el K extracelular. Aldosterona = reduce el K extracelular = mayor captación. Sindrome de Conn = exceso de aldosterona = hipopotasemia. Sindrome de Addison = poca aldosterona = hiperpotasemia. B2-adrenergico (catecolaminas=>Adrenalina) favorece la redistribución al intracelular. Acidosis = mayor K extracelular, alcalosis = menor K extracelular. Altos H+ = menor actividad de ATP Na/K = menor captación celular de K. K mas en el intracelular por tanto en lisis masiva = mas K extracelular. Ej: Lesion muscular grave o anemia hemolítica. Ejercicio externuante (en especial en hipoinsulinemia o uso de B-bloqueador) => Hiperpotasemia ligera. Mayor osm extracelular (ej: deshidratación) = mas K hacia el extracelular. EXCRECION RENAL DE K Ingestion de K = 100 mEq/dia, excreción = 92 mEq/dia (8mEq/dia por heces) de los cuales 31 mEq/dia son secretados. Mas ingestión = mas excreción aumentando la secreción en túbulo distal y colector. Menos ingestión = menor excreción reduciendo la secrecion en túbulo distal y colector, la excreción puede reducirse a menos de 10 mEq/dia. Celulas principales => Secrecion de K: Captacion del K desde el intersticio hacia la celula y luego difusión pasiva al túbulo (canales específicos para en K = alta permeabilidad). Control de secreción de K: Actividad de ATPasa Na/K, gradiente, permeabilidad. Celulas intercaladas => En perdida acentuada de K se detiene la secreción y hay reabsorción mediante la ATPasa H/K. Mas potasio extracelular = mas excreción de K, sobretodo si concentracion extracelular mayor a 4.1 mEq/L. Excrecion aumentada por 3 mecanismos: Aumento de concentracion de K extracelular = Actividad de ATPasa Na/K = mayor captación de K = mayor concentracion intracelular de K = difusión hacia el túbulo, Mayor concentracion extracelular = mayor gradiente = menor retrodifusion, mayor concentracion de K = secreción de aldosterona = mas secreción de K. Efecto de la Aldosterona Efecto por bomba ATPasa Na/K, la aldosterona actua sobre las células principales. Aumenta permeabilidad de la membrana luminal por el K. En suma = potenciador de excreción de K. Estimulos de Aldosterona: Aldosterona secretada si aumento de concentracion de K de 3mEqL mediante sistema de retoalimentacion => mayor concentracion de aldosterona sérica = aumento en excreción de K renal = menor concentracion sérica de K = menor secreción de Aldosterona. Bloqueo de Aldosterona: En enfermedad de Addison = menor secreción de potasio = aumento en concentracion extracelular. Lo opuesto es el Aldosteronismo primario = alta secreción de potasio = hipopotasemia. Mayor flujo tubular (mas volumen, mas ingestión de Na o uso de diuréticos) = mayor secreción de K. Al aumentar el flujo tubular => mayor flujo de K => menor concentracion tubular neta = concentracion minimizada = mayor secrecion para compensar. Menor flujo tubular distal (hipovolemia) = menor secreción de K. Alta ingestión de Na = menos aldosterona + alto flujo tubular distal => aumenta la secrecion de K. Acidosis => Ion H+ menor secrecion, Alcalosis => mayor secrecion. Filtracion de Potasio = 756 mEq/dia FG = 180 L/dia y K plasmático = 4.2 mEq Menos FG = acumulación de K = HIPERPOTASEMIA. 65% K reabsorbido en TUBULO PROXIMAL. 25-30% de K reabsorbido en ASA DE HENLE. Variaciones en la reabsorción influyen en excreción de K ligeramente. Variaciones de K excretado se dan a nivel de células principales (final del túbulo distal y tubo colector cortical) => Reabsorcion de K dependiente de necesidades corporales. Los H+ reducen la actividad de la ATPasa Na/K = menor concentracion intracelular de K => reduce la difusión pasiva hacia el túbulo. Acidosis prolongada = incremento en excreción urinaria de K => Inhibicion en reabsorción de NaCl + H2O = mayor flujo distal = mayor secrecion de K = perdida de potasio. CALCIO Concentracion de Ca extracelular = 2.4 mEq/L, hipocalcemia = mayor excitabilidad muscular => Tetania, hipercalcemia = menor excitabilidad muscular + arritmias. Concentracion de Ca plasmático = 5 mEq/L (50% = ionizado = actividad biológica, 40% unido a proteínas, 10% formando citrato o fosfato). Acidosis = menor unión a proteínas, alcalosis = mayor unión a proteínas. Conclusion: Paciente acidotico = mayor vulnerabilidad a tetania. Ingestion = 1000 mg/dia, excreción fecal = 900 mg/dia. 99% oseo,1% en el liquido extracelular, 0.1% en el intracelular. Regulacion por la PTH, menor concentracion extracelular = secrecion de PTH => Mayor reabsorción de sales oseas = mas calcio al extracelular por mayor resorción. 3 efecto: Estimula la resorción, activa la vitamina D que aumenta la reabsorción intestinal de Ca, aumenta directamente la reabsorción de Ca en tu bulo renal. EXCRECION RENAL DE Ca EXCRECION = FILTRACION – REABSORCION 50% Ca ionizado en el plasma por tanto solo este % es filtrado por el glomérulo. 99% reabsorbido en tubulos, 1% excretado. 65% reabsorción en túbulo proximal, 25 a 30% reabsorción en asa de Henle, 4 a 9% reabsorbido en el túbulo distal y colector. Mas ingestión = mas excreción (principalmente por las heces). REABSORCION DE Ca EN TUBULO PROXIMAL Mediante via paracelular, solo 20% por difusión por gradiente y luego por Ca-ATPasa y contratransportado Na/Ca. REABSORCION DE Ca en TUBULO DISTAL Y ASA DE HENLE En asa de Henle limitada a rama ascendente gruesa, 50% por via paracelular el restante via transcelular estimulada por PTH. En el túbulo distal mediante transporte activo similar al túbulo proximal, estimulado por la PTH. FACTORES REGULADORES Principal = PTH, alta concentracion = reabsorción en rama ascendente gruesa de asa de Henle y túbulo distal = menor excreción de Ca. En túbulo proximal la reabsorción de Ca // a reabsorción de Na + H2O => En mayor volumen extracelular o mayor PA => Menor reabsorción de Ca = mayor excreción de Ca; menor volumen extracelular o menor PA => mayor reabsorción de Ca = menor excreción de Ca. Concentracion plasmática de Fosfato: Mas fosfato = mas PTH = mayor reabsorción de Ca. Reabsorcion de Ca Acidosis inhibiendo la alcalosis. FOSFATO Excrecion dependiente de mecanismo de exceso de flujo => Transporte máximo de fosfato en el túbulo renal = 0.1Mm/Min => Si menos del transporte máximo entonces todo lo filtrado se reabsorbe. Si concentracion > a 0.8 Mm/l => EXCRECION DE FOSFATO. Tubulo proximal => Reabsorcion del 75 a 80% del fosfato. Mediante via transcelular, ingresa a la celula por cotransportador Na/P y sale por un mecanismo de contratransporte. Tubulo distal => Reabsorcion del 10% del fosfato. Cambios en capacidad de reabsorción => Menor ingesta = mayor transporte máximo = menor excreción. Efecto de la PTH => La resorción libera fosfato pero la PTH actua sobre el túbulo renal reduciendo el transporte máximo por tanto aumentando la excreción. Conclusion: Mas PTH = menor reabsorción de fosfato = mayor excreción. MAGNESIO + de ½ del magenesio en los huesos, el resto intracelular y menos de 1% extracelular (1.8 mEq/L, ½ unida a proteínas, libre = 0.8 mEq/L). Ingestion diaria = 250 a 300 mg/dia, ½ absorbido = excretado = 125 a 150 mg/dia. Riñones excreción de 10 a 15%. Excrecion aumenta en exceso de magnesio, participa en la regulación de enzimas por tanto concentracion debe ser exacta. Tubulo proximal => 25% del Mg reabsorbido. Asa de Henle => 65% de Mg reabsorbido. Tubo distal y colector => 5% del Mg. Excreción regulada por => Mayor concentracion extracelular, mayor volumen extracelular o mas Ca extracelular. MECANISMOS RENALES DE CONTROL DEL LIQUIDO EXTRACELULAR Mecanismos ADH-Sed en actividad. RECORDAR: Cambios en Na = cambio en el H2O. Mayor o menor excreción lleva a ajustes intrarrenales pero si cambios grandes => cambios en la PA, hormonas, SN simpático => Mantenido a largo plazo = desbalance homeostático. EXCRECION = FILTRACION – REABSORCION FG = 180L/dia, Reabsorcion tubular = 178.5 L/dia, Excrecion de Orina = 1.5 L/dia. Cambios en el FG o reabsorción = alteración grande en la excreción} evitado por mecanismos compensatorios: Vasodilatacion = aumento del FG => mas Na tubular => 2 mecanismos: Mayor reabsorción tubular del NaCl = Equilibrio glomerulotubular + Retroalimentacion de la macula densa = Vasoconstriccion + normalización del FG, pero si el cambio es grande => Cambios en PA y hormonales. NATRIURESIS POR PRESION Y DIURESIS POR PRESION EN EL MANTENIMIENTO DEL EQUILIRIO HIDRICO Efecto de la PA sobre la excreción de Na y H2O = NATRIURESIS POR PRESION + DIURESIS POR PRESION. Diuresis por presión: Aumento de PA = mayor excreción de vol urinario. Natriuresis por presión: Aumento de PA = mayor excreción de Na urinario => Aumento en la PA de 30 a 50mmHg = x2 o x3 la excreción de Na => Independiente de Angiotensina II, ADH o aldosterona. Incrementos crónicos de PA = mayor eficacia => supresión de liberación de renina = menos Angiotensina II y aldosterona => Inhibicion de reabsorción de Na = efecto potenciado. Ambos parte de sistema de retroalimentación => Eq ingestión y perdida. Cambios en la ingestión o perdida => Mecanismo de retroalimentación minimiza los cambios en la volemia + mantiene el eq hídrico. Mayor ingestión sobre la excreción = acumulación temporal de liquido = mayor volumen = mayor presión de llenado = mayor gradiente de retorno venoso = mayor GC = mayor PA = mayor DIURESIS POR PRESION = mayor excreción de orina = Eq. En condiciones normales = funcionamiento ideal = poca variación en la volemia. Menor ingestión y mayor excreción = lo opuesto. Ingestion prolongada de Na = aumento crónico de PA. Volumen sanguíneo siempre constante a pesar de cambios en la ingesta de liquido: Cambio ligero en volemia = cambio notorio en el GC, ligero cambio en el GC = cambio notorio en la PA, cambio ligero en la PA = gran cambio en diuresis => Retroalimentacion eficaz. Igual funcionamiento en caso de hemorragia. DISTRIBUCION DEL LIQUIDO EXTRACELULAR ENTRE EL INTERSTICIO Y SISTEMA VASCULAR Control volumen sanguíneo // volumen extracelular, varia en: Aumento de presión hidrostática capilar, menor presión coloidosmotica plasmática, mayor permeabilidad capilar o en obstrucción de los linfáticos => Gran cantidad de liquido acumulado en el intersticio = EDEMA. Si acumulación de liquido en sangre 20 a 30% en sangre y el resto al intersticio. Si el volumen extracelular supera el 30 a 50% de lo normal => Mayor flujo al intersticio por aumento de distensibilidad tisular. Conclusion: Intersticio = espacio de rebosamiento si hay exceso de liquido => EDEMA pero protección al sistema cardiovascular de una sobrecarga. FACTORES NERVIOSOS Y HORMONALES Simpatico: Menor volumen (hemorragia) => menor presión en el vaso pulmonar => activación del simpático => constriccion de arteriola renal = menor FG si la actividad simpática intensa. Aumento en reabsorción tubular de NaCl + H2O. Estimula la liberación de renina -> Angiotensina II + aldosterona => mayor reabsorción tubular. Si la alteración reduce la PA sistémica = MAYOR ACTIVIDAD SIMPATICA => reflejos barorreceptores. Inhibicion simpática contribuye a eliminación del exceso de liquido en circulación. Angiotensina II: Cambios en la ingestión de Na + liquido Angiotensina II => mantiene el eq corporal de liquidos. Mayor ingesta de Na = menor secrecion de renina = menos angiotensina II = menor reabsorción de Na + H2O = mayor excreción => reducción del volumen del liquido extracelular y PA. Menor ingesta de Na = mayor secrecion de renina = mas angiotensina II = mayor reabsorción de Na + H2O = menor excreción => aumento del volumen del liquido extracelular. Sistema renina-angiotensina => Amplificador de la NATRIURESIS POR PRESION. Cambios leves en la PA aumenta la excreción de Na cuando la ingesta aumenta. Si concentracion de Angiotensina no se reducen en ingestión de Na (como en la hipertensión), cambio en la PA. Si la ingestión de Na aumenta => Se tiene q aumentar la PA para excretar el sodio en exceso y mantener el eq. Bloqueode la angiotensina II = mayor capacidad para excretar sodio => posibilidad de mantener la excreción normal a PA reducida. Ni reducción ni aumento de Angiotensina efecto potente en volumen extracelular debido a que con gran Angiotensina II en un inicio se causa retención de Na + H2O => aumento de PA que supera la perdida de Na y H2O superando el efecto ahorrador de la Angiotensina II => Restablecimiento del equilibrio ingestión/perdida. Bloqueo de angiotensina II => Perdida inicial de Na y H2O pero la reducción de PA compensa el efecto. INSUFICIENCIA CARDIACA CONGESTIVA: Capacidad de bombeo insuficiente para elevar la PA + alta angiotensina II = gran cantidad de Na + retención de H2O. Aldosterona: Aumenta la reabsorción de Na en túbulo colector cortical junto a mayor reabsorción de H2O y secrecion de K Menos ingestión de Na = mas angiotensina II -> mas aldosterona => reduce la excreción de Na manteniendo el eq. Alta ingestión de Na = supresión de formación de aldosterona = menor reabsorción tubular = excreción mayor de Na. Infusion excesiva de aldosterona (ej: Sindrome de Conn) => Mayor reabsorción de Na + menor excreción de Na transitorias, de 1 a 3 dias el volumen extracelular aumenta junto a la PA => al aumentar lo suficiente el riñon evita la retención de Na y H2O = normalización en la excreción => Debido a la NATRIURESIS Y DIURESIS POR PRESION. Sin secrecion de aldosterona (ej: Enfermedad de Addison) => mayor excreción de Na + H2O = menor volumen extracelular + tendencia a hipotensión. ADH: Deprivacion de H2O = aumento de la ADH => Concentracion de la orina. Bloqueo de la ADH = perdida del volumen extracelular. Exceso de ADH pequeño incremento del volumen extracelular y gran reducción de concentracion de Na. Inicialmente retención renal de H2O + incremento de volemia 10 a 15%, al aumentar la PA por efecto de DIURESIS POR PRESION, infusión crónica de ADH ligero incremento de volemia (5 a 10%) y poco cambio en la PA. SINDORME DE SECRECION INADECUADA DE ADH. Concentracion alta de ADH reducen la concentracion extracelular de Na => mayor reabsorción de H2O = dilucion del Na extracelular + incremento de la PA = NATRIURESIS POR PRESION. Peptido natriuretico auricular: Estimulo = estiramiento de auricular por exceso de volemia. Incrementa el FG y reduce la reabsorción de Na en el conducto colector, ayuda a minimizar cambios en el volumen sanguíneo tras ingestión de sal o H2O. Alta producción = pocos cambios en el volumen. INTEGRACION Ingestion elevada de Na => Ligero incremento del volumen extracelular => Mecanismos: 1) Reflejo barorreceptor => señal de estiramiento que inhibe la actividad simpática renal reduciendo la reabsorción tubular. 2) Supresion de formación de Antiotensina II => Aumento de PA + mayor volemia = menor reabsorción tubular de Na eliminando el efecto de la angiotensina II. 3) Sistemas natriureticos: PNA => mayor excreción de Na. Activacion combinada de sistema natriuretico + supresión del sistema ahorrador de Na = mayor excreción de Na. 4)Cambios en la PA por mayor volemia => debido a cambios en la ingestión => aumento en la excreción. Si ingestión es sostenida => daño en los riñones o perdida de eficacia para la excreción de Na. TRASTORNOS CON AUMENTO DE VOLUMEN SANGUINEO Y EXTRACELULAR Cardiopatias: Insuficiencia cardiaca congestica (15 a 10% el vol sanguíneo y el extracelular hasta 200%). Inicialmente la insuficiencia reduce el GC => menor PA pero activa el sistema ahorrador de Na + retención de Na y H2O a nivel renal para tratar de normalizar el GC. Si no es muy grave el aumento del volumen sanguíneo normaliza el GC y PA estabilizando la excreción. Corazon debilitado => PA no la suficiente para estabilizar la excreción => retención de volumen => congestion circulatoria => edema pulmonar => muerte. Incremento de capacidad de circulación: Aumento de capacidad vascular inicialmente aumenta el volumen sanguíneo, reduciendo GC y PA => menor PA = retención de NaCl + H2O => aumento del volumen. En embarazo => Volumen sanguíneo aumentado 15 a 25%. Tmbn en venas varicosas (hasta 1L). El riñon retiene H2O hasta que el lecho vascular se llena para elevar la PA hasta el eq. TRASTORNOS CON AUMENTO DEL VOLUMEN EXTRACELULAR PERO SANGUINEO NORMAL Iniciados por perdida de liquido o proteínas al intersticio = menor volumen sangre => respuesta similar a hemorragia = retención de H2O y NaCl => Edema. Sindrome nefrótico: Perdida de proteínas por orina + retención renal de Na, perdida de hasta 30 a 50g de proteínas por dia => menor concentracion plasmática de proteínas = menor presión coloidosmotica plasmática = filtración de liquido a tejidos = edema + reducción en volumen plasmático. Al retener mas agua y NaCl la concentracion de proteínas se diluye mas lo que multiplica el efecto. Cirrosis hepática: Similar al síndrome nefrótico pero la reducción en las proteínas séricas debido a destrucción de hepatocitos = menor síntesis, tmbn fibrosis en el hígado lo que impide el flujo de sangre portal al hígado => fuga de liquidos a cavidad peritoneal = ascitis. QUINTA PARTE: REGULACION ACIDO BASICA MIJAIL JN Igual que en otros iones eq producción/eliminación + mecanismos amortiguadores para mantener el eq. RECORDAR: Acido = molecula que libera H, Base = molecula que acepta H (bicarbonato, proteínas, aminoácidos). Acido fuerte = disociación rápida con liberación de bastante H+. Ej: HCl. Acido débil = menor tendencia a liberar sus H+. Ej: H2CO3. Base fuerte = reacción rápida con H+, eliminación rápida de H+. Ej: OH. Base débil = unión débil con H+. Ej: HCO3. Alcali = combinación de sales con ion muy básico (OH) => reacción rápida con los H = extracción. Alcalosis = extracción excesiva de H, Acidosis = adicion excesiva de H. Concentracion de H+ 0.00004 mEq/L = 40 nEq/L, mucho menor que la concentracion de otros iones => ajuste preciso, variaciones normales de 3 a 5 nEq/L. pH = -log[H] pH = -log[0.00004] pH = 7.4 El pH I.P. a [H]. Bajo pH si mas H y visceversa. VALORES NORMALES: Arterial = 7.4 Venoso = 7.35 Intersticial = 7.35 Intracelular = 6 a 7.4 Urinario = 4.5 a 8 Celulas parietales y oxinticas (producen HCl) = 0.8 ACIDOSIS<7.4<ALCALOSIS LIMITE MINIMO DE PH COMPATIBLE CON VIDA = 6.8 AMORTIGUADORES 3 sistemas que regulan [H]: Amortiguadores en liquidos organicos 1RO, el centro respiratorio (eliminación de CO2) 2DO y los riñones (regulan la excreción de H) 3RO-LARGO PLAZO. Amortiguador = sustancia que se une reversiblemente a H: AMORTIGUADOR + H H-AMORTIGUADOR (ACIDO DEBIL) Mas H = tendencia a formar el acido débil. Menos H = tendencia a disociación. => Minimiza cambios en [H]. SISTEMA BICARBONATO 𝑪𝑶𝟐 + 𝑯𝟐𝑶 ⇌ 𝑯𝟐𝑪𝑶𝟑 ⇌ 𝑯𝑪𝑶𝟑 + 𝑯 El paso de CO2 a H2CO3 mediante la anhidrasa carbonica (paredes del alveolo, epitelio renal). Bicarbonato siempre en forma de bicarbonato de Na: NaHCO3. Disociacion del H2OC3 es débil por tanto la [H] tmbn. HCl + HCO3 -> H2CO3 -> CO2 + H2O Al amortiguar un acido el bicarbonato se transforma en H2CO3 que se disocia a CO2 y es eliminado por via respiratoria. NaOH + H2CO3 -> NaHCO3 + H2O Al amortiguar una base fuerte ahora entra en juego el H2CO3 que se transforma en bicarbonato, no hay disociación a CO2 por tanto este disminuye, el exceso de HCO3 formado se elimina via renal. DINAMICA CUANTITITATIVA DEL BICARBONATO H2CO3 -> H + HCO3 Concentraciones de H y HCO3 proporcionales a H2CO3. Constante de disociación: K´ = H x HCO3/H2CO3 H = K´ xH2CO3/HCO3 [H2CO3] no medible directamente ya que se disocia rápidamente a CO2, medición del CO2 equivale a medir el H2CO3. H = K x CO2/HCO3 K = K´/1400 debido a que H2CO3/CO2 = 1/400 Cantidad de CO2 = Pco2 x coeficente de solubulidad H = K x (0.03 x Pco2)/HCO3 Henderson-Hasselbach: pK para el HCO3 = 6.2 pH = pK + log[HCO3/(0.03 x Pco2)] Concentracion de HCO3 control renal, PCO2 control pulmonar. Mayor frecuencia respiratoria = menor Pco2 y viceversa. Homeostasis = eq riñon/pulmón. Si alteración en la [HCO3] = transtorno acidobasico metabolico. Si alteración en Pco2 = transtorno acidobasico respiratorio. CURVA DE TITULACION HCO3/CO2 = 1 => pH = pK = 6.1. Añadiendo una base el CO2 pasa a HCO3 = mayor relación HCO3/CO2 = aumento pH. Añadiendo un acido este se amortigua con HCO3 que pasa a CO2 = menor relación HCO2/CO2 = menor pH. POTENCIA AMORTIGUADORA ± 1 unidad de pH desde el equilibrio. Para el bicarbonato de 5.1 a 7.1 de pH puede amortiguar los cambios. Al agotarse el HCO3 o cuando todo el CO2 paso a HCO3 => pequeña alteración en [H] = gran variación en pH ya que no hay tamponamiento. CONDICION FISIOLOGICA pH = 7.4 y el pK del HCO3 = 6.1 Cantidad de HCO3 en el sistema es 20 veces mas que CO2 => HCO3/CO2 = 20/1 SISTEMA DEL FOSFATO Principalmente en amortiguación en el túbulo renal e intracelular. Elementos: H2PO4 + HPO4. HCl + Na2HPO4 -> NaH2PO4 + NaCl El acido fuerte (HCl) se sustituye por un acido débil (NaH2PO4) minimizando cambios del pH. NaOH + NaH2PO4 -> Na2HPO4 + H2O La base fuerte (NaOH) se sustituye por base débil (Na2HPO4) minimizando cambios del pH. pK = 6.8, cercano al pH fisiológico => funcionamiento casi al máximo. Concentracion extracelular 8% de la del HCO3 por tanto amortiguación total pequeña en sangre. A nivel del túbulo renal => Mayor concentracion de fosfato en el túbulo + menor pH => Mayor y mejor funcionamiento que en sangre. Tmbn mayor amortiguación en el intracelular ya que [] mayor. PROTEINAS La membrana permite cierta difusión de H y HCO3 (muy rápido en los eritrocitos), sin embargo el CO2 difunde mas rápidamente => Efector de los cambios de pH en el intracelular. Eritrocito => Hb es amortiguador. 60 a 70% de amortiguación total se da en el intracelular => dependiente de las proteínas intracelulares pero como el H y HCO3 difusion lenta => eq demora horas. PRINCIPIO ISOHIDRICO Al cambiar la [H] => equilibrio de todos los amortiguadores cambia al mismo tiempo. REGULACION RESPIRATORIA DEL EQ ACIDO BASE Incremento en ventilación = menor Pco2 = menor [H]. Metabolismo -> CO2 -> Sangre -> Capilar pulmonar => intercambion. CO2 disuelto = 1.2 mmol/L, Pco2 = 40 mmHg } en el extracelular. Mayor producción de CO2 = mas Pco2. Si producción constante => Ventilacion determinante de Pco2 => menor ventilación = mas CO2 = mas H2CO3 y H = menor pH. Ventilacion alveolar depende de [H] => menor pH = mayor ventilación (mayor cambio si valores de pH mas bajos), debido a que la Po2 disminuye al aumentar la [H] ya que esta depende de Pco2 causando asi cambios en la frecuencia respiratoria. Si alteración del pH ajeno al aparato respiratorio => Menor eficacia en la normalización (50 a 70%). Regulacion respiratoria = respuesta rápida evitando cambio brusco en [H] mientras los riñones empiezan a eliminarlo. ALTERACION EN RESPIRACION Cambios en [H], si se disminuye la capacidad de eliminar CO2 (ej: enfisema) entonces mas Pco2 = mas H+ = menor pH = acidosis respiratoria, en estos pacientes también hay menor respuesta ente una acidosis metabolica => Riñones único amortiguador. REGULACION RENAL DEL EQ ACIDO BASE Excrecion de orina acida = menor [H] en el extracelular. Excrecion de orina basica = eliminación de bases (HCO3) del extracelular = reducción del pH en el extracelular. Produccion diaria de acidos no volátiles = 80 mEq (metabolismo proteico) => No se pueden excretar por los pulmones, deben excretarse por la orina. Filtracion renal diaria de HCO3 = 4320 mEq (FG x transporte máximo = 180 L/dia x 24 mEq/L), normalmente todo esto se reabsorbe. Para poder reabsorber el HCO3 este se combina con el H (filtración igual al HCO3) + 80 mEq de H extra para eliminar los acidos no volátiles = excreción diaria = 4400 mEq de H. Menos H extracelular = alcalosis, el riñon deja de reabsorber HCO3 = mayor excreción => igual efecto que añadir H = reducción del pH + elevación de [H] pero no de la cantidad. Mas H extracelular = acidosis, el riñon reabsorbe todo el HCO3 filtrado = reducción en [H] = mayor pH. SECRECION DE H + REABSORCION DE HCO3 EN TUBULO RENAL En todas las porciones excepto en rama fina ascendente y descendente del asa de Henle. Por cada HCO3 reabsorbido se secreta un H. 80 a 90% de reabsorción de HCO3 + secrecion de H => Tubulo proximal. 10% del HCO3 reabsorbido en porción gruesa ascendente del asa de Henle. El % restante en túbulo distal y conducto colector. SECRECION DE H POR TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO Epitelio del túbulo proximal + segmento grueso ascendente de Henle secrecion de H por contratransportador Na/H, gradiente de Na dado por ATPasa Na/K en la membrana luminal. 95% del HCO3 reabsorbido requiere secrecion de 4000 mEq de H secretados a la luz tubular. Difusion de CO2 a celula tubular, accion de anhidrasa carbonica = H2CO3 que se disocia a HCO3 + H, los H van al túbulo por contratransporte Na/K, el Na va hasta el borde luminal y de ahí al intersticio pero ha establecido un gradiente que permite el funcionamiento del contratransportador Na/H para llevar el H al túbulo. El HCO3 generado se difunde al intersticio y de ahí a la sangre. 1 H secretado = 1 HCO3 a sangre. REABSORCION DEL HCO3 HCO3 se combina con el H secretado = H2CO3 que se disocia en CO2 + H2O, el CO2 se difunde fácilmente a la celula tubular y se recombina con H2O por anhidrasa formando HCO3 que se difunde al capilar mediante 2 mecanismos: Cotransporte Na/HCO3 e Intercambio Cl/HCO3. Secrecion de H = 4400 mEq/dia, filtración de HCO3 = 4320 mEq/dia => Titulacion, los 80 mEq de los acidos no volátiles no se puede titular debido a que se agoto el HCO3 para titular, entran en juego Fosfato y Amoniaco. SECRECION ACTIVA PRIMARIA DE H POR CELULAS INTERCALADAS EN PORCION FINAL DEL TUBULO DISTAL Y TUBULO COLECTOR Epitelio (células intercaladas) secrecion de H por trransporte activo primario por ATPasa transportadora de H. Proceso: CO2 forma H2CO3 que se disocia a HCO3 + H, el H se secreta por la ATPasa. Al igual que en el resto de porciones por cada H secretado se bombea 1 HCO3. 5% de secrecion de H pero esta porción importante para regular el pH de la orina. Tubulo proximal => [H] máximo aumenta x3 o x4 pero en el túbulo colector => [H] puede aumentar x900 = reducción del pH hasta 4.5 (minimo pH urinario). 80 mEq DE H SE AMORTIGUAN CON EL FOSFATO Y AMONIO = HCO3 pH minimo de la orina = 4.5. Concentracion de H = -log4.5 = 0.03 mEq/L => Por 1L de orina se excretan 0.03 mEq de H libres => Entonces ¿que pasa con los 80 mEq?. Si se excretaran normalmente se requerirían 2667 L de orina, sin embargo estos mEq se han combinado con los amortiguadores tubulares => Fosfato y amoniaco produciendo HCO3 que también pasa a la sangre. Exceso de H => reabsorción de HCO3 + formación de algo de HCO3. FOSFATO Amortiguador eficaz en el liquido tubular, pK = 6.8 por tanto en condiciones normales el pH urinario muy cercano al pK del fosfato = funcionamiento eficaz. Si HCO3 entonces se secreta H combinándose, pero cuando el HCO3 se gota el exceso de H se combina con HPO4 = H2PO4 que se excreta
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