Funcion Tubular

MPP. Armas Zárate Francisco Javier. Facultad de Medicina de León


Conceptos

Los elementos funcionales del riñón son las nefronas y los túbulos colectores hacia los que estas drenan su producto.

El control renal de cualquier sustancia comprende cierta combinación de los procesos renales básicos:

•Filtración.•Secreción.•Resorción.•Excreción.•Síntesis.•Catabolismo.


Filtración.

Secreción.

Resorción.

Excreción urinaria.


Filtración glomerular.

La formación de orina inicia con la filtración glomerular.

El filtrado glomerular es muy similar al plasma sanguíneo.

El paso de las grandes proteínas queda restringido; no así para la mayor parte de iones orgánicos y solutos orgánicos de bajo peso molecular.

“Filtran con libertad”.

El volumen del filtrado que se forma por unidad de tiempo= TFGADULTO JOVEN= 180 L/día (125 ml/min).


Resorción y secreción tubulares

Casi todo el filtrado debe resorberse.

Conforme el liquido fluye por las diversas porciones del túbulo, altera su composición (resorción o secreción). Son básicos los capilares peritubulares.

Sin embargo, la mayor parte del transporte tubular consiste en resorción mas que en secreción.

Resorción de productos de desechovs.

Resorción de componentes plasmáticos útiles

Para cada sustancia se aplica una combinación particular de filtración, resorción y secreción = cantidad excretada.


Uniones apretadas.

Membranaluminal.

Membrana basolateral.

Capilar.

Transcelular.

Paracelular.

Difusión.

Canales y Transportadores.

MECANISMOS DETRANSPORTE


En la vía paracelular la sustancia se desplaza por las uniones apretadas que unen cada célula.

La vía transcelular atraviesa la célula. Es un proceso de dos etapas.

Ocurre difusión si hay gradiente (fuerza impulsora) y si la barrera es permeable.

Los canales son poros pequeños que permiten la difusión por ellos de agua o solutos específicos. Movimiento pasivo.

Los transportadores permiten el flujo transmembranoso de un soluto al que la bicapa lipídica es por demás impermeable:•Uniportadores.•Simportadores.•Antiportadores.

Transporte activo primario.


Aun cuando la capacidad de transporte de la corteza renal es gigantesca, no es infinita.

La rapidez con la que cualquier soluto puede resorberse desde laluz tubular hacia la sangre capilar posee limites superiores.

Estos limites se alcanzan en ciertas situaciones y la consecuencia es que no se resorbe una cantidad mayor que la ordinaria del soluto.

Se clasifican en:•Sistemas tubulares de máximo limitado (Tm).•Sistemas de gradiente limitado.


Funciones de segmentos de la nefronaTúbulo proximal.

Encargado de la resorción de:60% NaCl.60% agua.90% del bicarbonato.Nutrientes críticos como glucosa y aminoácidos.

Mayor área de superficie: borde en cepillo.Uniones ocluyentes relativamente permeables.

El transporte celular de muchos solutos por parte del túbulo proximal esta acoplado al gradiente de concentración de sodio establecido por la actividad de la ATPasa basolateral de sodio ypotasio.

La resorción de solutos esta acoplada al gradiente de sodio por acción de cotransportadores que dependen de dicho ion (Na-glucosa; Na-fosfato).


Las células de la porción proximal del túbulo recuperan el bicarbonato por un mecanismo que depende de las anhidrasas carbónicas.El proceso es saturable, con lo cual se produce la excreción de bicarbonato cuando los niveles plasmáticos rebasan los limites fisiológicos (24 a 26 mEq).


La resorción de glucosa es casi completa en el extremo del túbulo proximal (mediado por el cotransporte Na-glucosa)

El túbulo proximal posee transportadores específicos que secretan diversos ácidos orgánicos (acido úrico, cetoácidos, fármacos) y bases (cationes amínicos primarios).

Reabsorbe eficientemente aminoácidos.

Capta hormonas peptídicas como la insulina y la GH, gracias a un proceso de endocitosis absortiva. Luego son degradadas en los lisosomas.


Asa de Henle

Tres segmentos importantes: rama fina descendente, rama fina ascendente y rama gruesa ascendente.

Resorbe cerca del 20% del sodio y cloruro filtrados y alrededor del 10% del agua que se filtro.

La porción fina descendente es muy permeable al agua, por la expresión densa de los conductos de acuaporina 1. Es casi insignificante en la porción ascendente.

En la porción ascendente gruesa se observa un nivel alto de transporte activo salino de tipo secundario, que es función del cotransportador de Na/K/2Cl en la membrana apical , en serie con los conductos de cloro basolaterales y la ATPasa de Na/K.

El potasio es el sustrato limite.


Al resorber hasta cierto punto mas sal que agua, el liquido luminal se vuelve diluido en relación con el plasma normal y el liquido intersticial circundante. La función del asa de Henle en la dilución del liquido luminal desempeña un papel esencial durante los periodos en que los riñones excretan orina final diluida.

La porción final del asa de Henle contiene células de la macula densa que perciben el contenido de sodio y cloruro.


Túbulo contorneado distal

Resorbe 5% del Cl filtrado.Compuesto de epitelio ocluyente con mu poca permeabilidad al agua.

La vía de transporte principal de Na/Cl utiliza un cotransportador desodio y cloruro electroneutro en membrana apical; con los conductos basolaterales de ATPasa de sodio y potasio, y el conducto de cloruro.

La resorción de calcio guarda relación inversa con la resorción de sodio y es estimulada por PTH.


Conducto colector

Regula la composición final de la orina.

Los conductos colectores cortical y medular interno contribuyen a la resorción de 4-5% del sodio.

Contiene epitelio de dos tipos:•Células principales: destinadas principalmente a la resorción de sodio y excreción de potasio. Sitio de acción de la aldosterona y la espironolactona. También es sitio de acción de la vasopresina.

•Células intercaladas tipo A y B.A- secreción de acido; resorción de bicarbonato.B- secreción de bicarbonato; resorción de acido.


Las células de la porción interna del conducto colector en la medula comparten muchas semejanzas con las células principales del conducto colector cortical.

La resorción de sodio por parte de las células del conducto colector de la medula interna también es inhibida por los péptidos natriuréticos (auricular y renal).


Equilibrio acido-base.

Contribuciones normales de los segmentos tubulares al equilibriorenal de iones hidrogeno:•Túbulo proximal:

Resorbe la mayor parte del bicarbonato filtrado (80%)Produce y secreta amonio y ácidos orgánicos débiles.

•Rama gruesa ascendente del asa de Henle:Resorbe la segunda fracción mas grande de bicarbonato filtrado (10-15%).

•Túbulo contorneado distal y conducto colector:Resorbe el bicarbonato restante y el que se haya secretado.Produce acido titulable (células intercaladas tipo A).Secreta bicarbonato (células intercaladas tipo B).


Regulación renal de ácidos y bases:

La primera tarea es resorber el bicarbonato filtrado. Este se filtra con libertad. Aprox. 4320 mmol/día.

La resorción de bicarbonato es un proceso activo, que se lleva a cabo mediante la secreción tubular de iones H+.

El patrón básico en todos los segmentos es el mismo. Al interior de la célula se genera un ion H+ y uno de bicarbonato (HCO3) a partir de cada molécula de CO2 y agua bajo la catálisis de la anhidrasa carbónica.

El ion H+ se secreta hacia la luz y el ion HCO3 hacia el liquidointersticial.


Los movimientos transmembranosos requieren transportadores específicos.

•Membrana luminal:Antiportador Na-H (túbulo proximal).ATPasa de H activa primaria (segmentos tubulares distales).ATPasa de H-K activa primaria. (células intercaladas de tipo A).

•Membrana basolateral:Antiportadores Cl-HCO3Simportadores Na-HCO3 (en ambos casos el trasporte es pasivo)


Una vez en la luz tubular, un ion de H+ secretado se combina con uno de HCO3 filtrado para formar agua y CO2, que se difunde hacia el interior de la célula.

El resultado global consiste en que el HCO3 filtrado desde la sangre en el corpúsculo renal desaparece, pero su sitio en la sangre lo toma el HCO3 que se produce dentro de la célula. Por tanto, no ocurre un cambio neto en la concentración plasmática de HCO3.

Existe un equilibrio glomerulotubular excelente para la resorción de HCO3. Cuando aumenta la carga filtrada de HCO3 un mecanismo simple consiste en disminuir la concentración de iones H+ en la luz del túbulo proximal y así incrementar la secreción tubular de HCO3.


Excreción renal de ácidos y bases.

La regulación renal de las cargas de bases es hasta cierto punto directa: el individuo excreta cierta cantidad de HCO3 en la orina.

Los riñones lo hacen de dos maneras:•Permiten que cierta cantidad de bicarbonato pase a la orina.•Secretan bicarbonato por medio de las células intercaladas de tipo B.

Dentro del citosol, se generan iones HCO3 e H+ por acción de la anhidrasa carbónica. Sin embargo la bomba ATPasa-H se localiza en la membrana basolateral y el antiportador Cl-HCO3 en la membrana luminal.

El proceso global logra la desaparición de un bicarbonato plasmático y la excreción de un bicarbonato en la orina, y como resultado el plasma se acidifica y la orina se alcaliniza.


¿De que manera excretan los riñones una carga de acido?

La remoción del exceso de acido es mas típica que la producción y la remoción de exceso de base.

Recuérdese que el resultado neto de la adición de acido al cuerpo reduce la cantidad de HCO3 en una proporción de casi mol por mol.

La tarea del riñón consiste en reemplazar el HCO3 perdido mediante la generación de nuevo HCO3 a partir de CO2 y agua (con cuidado de excretar al mismo tiempo el ion H+ que se crea).

Secreto: los iones de H+ se secretan y combinan con las bases conjugadas de amortiguadores distintos del HCO3, con lo que se genera la forma acida del amortiguador. Esta forma acida se excreta en la orina.


El HCO3 entra a la sangre y neutraliza la carga acida.La clave es la generación de HCO3 nuevo. Si solo se resorbe el HCO3 filtrado nada cambia.

El ion H+ se combina en la luz con un amortiguador que no es HCO3. En condiciones normales el mas importante de estos amortiguadores filtrados es el fosfato (HPO4).

La excreción de iones H+ acompañados de fosfato suele ser de unos 40 mmol/día. Esta cantidad no basta para equilibrar la producción normal de iones de H+ de 50-100 mmol/día.Para excretar el resto de iones de H+ se cuenta con un segundo medio en el que participa la excreción de amonio.


Pruebas de función tubular.

Las pruebas de función tubular se utilizan sobre todo en trastornos hidroelectrolíticos:

•Valoración de la capacidad de concentración de la orina.

Indicada en el diagnostico diferencial de las poliurias asociadas a diabetes insípida o polidipsias.

La prueba se inicia por la mañana y se vigila estrechamente el equilibrio hídrico, midiendo cada hora el peso corporal, la osmolaridad plasmática y la concentración plasmática de sodio, asícomo el volumen urinario y su osmolaridad.

Si la privación de líquidos no culmina con la concentración de orina (osmolaridad >300 mosmol/L con densidad >1.010) antes de que disminuya 5% el peso corporal o la osmolaridad/sodio plasmático rebase el limite superior de lo normal, el paciente tiene DI hipofisiaria o nefrógena grave.


Ambos trastornos generalmente se diferencian entre si después de administrar desmopresina (0.03 microgr/kg SC/IV) y repetir la osmolaridad de la orina 1-2 horas después.

El incremento mayor del 50% denota DI hipofisiaria grave, en tanto que una respuesta menor o nula sugiere fuertemente DI nefrógena.

Si la privación de líquidos origina concentración de la orina, se puede tratar de DI hipofisiaria parcial, DI nefrógena parcial o polidipsia primaria.

En esta situación se mide la AVP plasmática o urinaria antes, durante y después de la prueba.


•Valoración de la reabsorción de sodio: excreción fraccional de sodio.

El sodio urinario es una marcador excelente de la capacidad de reabsorción tubular, pero tiene la limitación de requerir el conocimiento del balance total de sodio para su correcta interpretación.

Sin embargo, la excreción fraccional de sodio (FE Na) que mide la fracción de sodio filtrado que es excretado tiene mejor sensibilidad para estudiar la reabsorción tubular.

Es indicada para el diagnostico diferencial de hiponatremia renal o extrarrenal y oliguria por nefropatía funcional o parenquimatosa.


Como el Na es el principal catión del LEC y predomina mucho en este compartimiento, la reducción de volumen del LEC ocasiona un déficit de la cantidad total de Na en el organismo. Por eso la hipovolemia de los pacientes que conservan una función renal normal induce una mayor resorción tubular de Na y concentración urinaria de Na inferior a 20 mmol/L.

El dato de una concentración urinaria de Na superior a esa cifra en la hiponatremia hipovolemia, significa que existe una hiponatremia de origen renal.


La FE Na es útil para diferenciar la IRA prerrenal de la IRA intrínseca.

La FE Na vincula la eliminación de sodio con la de creatinina.

El sodio es resorbido ávidamente a partir del filtrado glomerular en sujetos con IRA prerrenal (FE Na baja) en un intento por restaurar el volumen intravascular.

La FE Na tiende a ser elevada en la IRA intrínseca.

En una y otra no se resorbe la creatinina.

Como consecuencia, en la IRA prerrenal, la FE Na es menor a 1% (a menudo debajo de 0.1%)


•Valoración de la excreción de potasio: gradiente de potasio transtubular (TTKG).

La interpretación de la excreción fraccional de potasio es complicada porque depende de la carga distal de sodio y del flujo o diuresis. Por eso se mide el gradiente transtubular de potasio, que da idea del gradiente de potasio dependiente del flujo urinario y de la aldosterona y antes del efecto de la AVP.

Indicado para el estudio de hipo o hiperpotasemia (renal, primaria o secundaria a déficit de aldosterona).

El TTKG es el cociente entre la concentración del K+ en la luz del conducto colector cortical y la que existe en los capilares peritubulares o en el plasma.


La eliminación de K+ es el producto de su concentración luminal por el flujo urinario en el túbulo colector cortical; la aldosterona sólo actúa en el primero de los factores. La corrección del segundo por la relación osmolalidad orina/plasma, permite valorar el efecto de los mineralocorticoides en la excreción de K+.

GTTK = [K+]orina / (Osmol orina/Osmol plasma)/ [K+]plasma

En hiperpotasemia con buena respuesta a la aldosterona, el GTTK debe ser > 7, mientras que valores < 2 indican hipoaldosteronismo o falta de respuesta a la hormona.


•Prueba de Addis

Esta prueba se basa en la cuantificación minutada, tanto de los elementos que componen el sedimento urinario (eritrocitos, leucocitos y cilindros), como de las proteínas excretadas y se valora en orinas recogidas en 2, 8 o 12 horas, durante cuyo tiempo el paciente no ha ingerido liquido alguno.

Este método permite apreciar el funcionamiento renal, especialmente durante el transcurso de una evolución de nefritis hemorrágica en la infancia. Si la cifra es inferior a 600,000 el pronostico es bueno.

Valores significativos en el recuento de Addis:

•GR > 1,000,000

•GB > 2,000,000


Vitamina D

Tiene efectos importantes sobre:1.La absorción de calcio en el tubo digestivo.2.El deposito y resorción de hueso.

Por si misma, no es la sustancia activa. Debe convertirse primero, mediante reacciones sucesivas en el hígado y en el riñón, en el producto final activo, el 1,25-dihidroxicolicalciferol.

Etapas:•Piel:El 7-dehidrocolicalciferol, una sustancia q se encuentra en condiciones normales en la piel forma el colecalciferol (vitamina D3) por acción de los rayos UV. Se debe a ruptura del anillo beta del 7-DHC.


El colecalciferol se une a una alfa-globulina transportadora denominada transcalciferina y pasa a la circulación.

•Hígado:El primer paso de activación del colecalciferol tiene lugar en el hígado. El colecalciferol se hidroxila en la posición 25 originándose 25(OH) D3. La hidroxilación ocurre en la mitocondria. El 25(OH) D3 ejerce un efecto inhibidor mediante retroalimentación.

Se transporta al tejido adiposo, su principal sitio de almacenamiento. Su vida media es de 2-3 semanas.

•Riñón:La 25(OH) D3 se hidroxila en la posición 1-alfa en el túbulo contorneado proximal, dando origen a la 1,25 (OH) D3 (calcitriol), hormona activa cuya vida media es de 6 horas.


•Regulación:Principalmente por el calcio, mediante 2 formas:1.El propio ion calcio ejerce un efecto negativo sobre la conversión de 25(OH) D3 en 1,25(OH) D3.

2.El ritmo de la PTH se suprime cuando la concentración de calcio aumenta. Con la PTH suprimida el 25(OH) D3 se transforma en 24,25 dihidroxicolicalciferol, un compuesto sin efecto de vitamina D.


Acciones de la vit. D:• Promueve la absorción intestinal de calcio, aumentando la formación de una proteína fijadora de calcio en las células epiteliales intestinales. Esta proteína actúa en el borde en cepillo de estas células, transportando el calcio al interior del citoplasma.

•Incrementa la absorción de calcio y fosfato por parte de las células epiteliales de los túbulos renales, disminuyendo su excreción urinaria.

•En cantidades pequeñas promueve la calcificación ósea. Uno de los mecanismos implicados es la absorción aumentada de calcio y fósforo. Induce también la síntesis de matriz ósea por los osteoblastos.


Causas de alteraciones en la acción de la vit. D:

•Deficiencia de la vit. DAlteración en la producción cutánea.Ausencia de la vit. D en los alimentos.Absorción deficiente.

•Perdida acelerada en la vit. DAumento del metabolismo (barbitúricos, rifampicina)Alteración en la circulación entero hepática.

•Alteraciones de la 25-hidroxilaciónEnfermedad hepática.Isoniazida.

•Resistencia de órganos dianaMutación del receptor de vit. DDifenilhidantoína.


•Alteraciones en la 1alfa-hidroxilación:Hipoparatiroidismo.IRKetoconazolMutación de la 1alfa-hidroxilasa.Osteomalacia oncógena.Raquitismo hipofosfatémico ligado a X.

Manifestaciones clínicas.

Déficit leve= asintomático.

Deficiencia crónica= hipocalcemia, con hiperparatiroidismo secundario, alteraciones de la mineralización ósea (osteopenia) y miopatía proximal.Rara vez entumecimiento, sensación de hormigueo o convulsiones.


En los niños, antes de la fusión de las epífisis, el déficit de vit. D produce un retraso del crecimiento en relación con la expansión de la placa de crecimiento que se denomina raquitismo.

La hipocalcemia y la hipofosfatemia que acompañan en déficit de vit. D producen alteraciones en la mineralización de las proteínas de la matriz ósea, trastorno que se denomina osteomalacia.

Diagnostico.Concentración sérica de 25 (OH) D3.(niveles óptimos >25ng/dl).

Tratamiento.Tratar el trastorno primario.Reponer la vit. D y añadir suplementos de calcio.


Eritropoyetina.

Es una hormona que se convierte en el principal estimulo para laproducción de eritrocitos en los estados de escasez de oxigeno.

Alrededor de 90% de toda la EPO se forma en los riñones; el resto se forma en el hígado.Se sintetiza y libera por las células del revestimiento capilar peritubular en el riñón. Presenta una V1/2 de 6-9 horas.

La EPO controla la producción diaria de eritrocitos y sus concentraciones pueden cuantificarse en plasma mediante técnicas sensibles de inmunoanálisis (normal 10-25 U/L).

Se ha determinado que el efecto importante de la EPO es estimular la producción de proeritroblastos a partir de las células precursoras hematopoyéticas en la medula ósea.


Una vez que se forman los proeritroblastos, la EPO hace que estas células pasen con mayor rapidez de lo normal a través de los diferentes estadios eritroblasticos, lo que acelera la producción de eritrocitos.

Cuando se extirpan los dos riñones en una persona o cuando una nefropatía los destruye, la persona siempre se hace muy anémica porque el 10% de la EPO normal formada en otros tejidos solo consigue formar entre una tercera parte y la mitad de los eritrocitos necesarios para el organismo.

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