¿Cómo es la regulación de iones en el riñón para equilibrar la presión osmótica? Funcionamiento del Nefrón Mantención de la homeostasis Regulación del volumen y composición de liquido extracelular El riñón regula el balance entre la ingesta, producción, excreción y consumo de muchos componentes orgánicos e inorgánicos por medio de la conservación y excreción de agua y solutos. A continuación revisaremos la ingesta de agua y electrolitos además de la excreción de agua y solutos. Ingesta de agua y electrolitos Ingesta: el sistema gastrointestinal es la fuente primaria de la normal ingesta de agua y electrolitos. Productos metabólicos La oxidación de los alimentos provee de una secundaria, pero importante fuente de agua. La dieta ordinaria provee de aproximadamente 300 ml de agua por día como producto del metabolismo, principalmente de la oxidación de las grasas. Del metabolismo también se produce urea, un producto poco toxico del metabolismo de las proteínas, ácido úrico, producto final del metabolismo de las purinas y la Creatinina, un producto endógeno de la Creatina muscular. Excreción de agua y solutos Nefrón y la formación de la orina Por su función, el riñón esta provisto de riego sanguíneo abundante, ya que las arterias renales derecha e izquierda transportan ¼ parte del gasto cardiaco a los riñones, lo que significa que circulan 1.200 ml en cada minuto por estos órganos. Cada arteriola aferente se distribuye en una cápsula glomerular, la que se divide en una red de capilares que constituyen el glomérulo. Posteriormente la red de capilares se une nuevamente formando la arteriola eferente, que sale de la cápsula con un menor calibre (diámetro). Esto contribuye con el aumento de la presión glomerular. Cada arteriola eferente forma una red de capilares peritubulares alrededor de los túbulos renales y por último estos se unen para formar las diferentes venas. La sangre llega al glomérulo por la arteria renal y sus ramificaciones, donde se filtra a través de la pared capilar hacia la cápsula de Bowman, esta es una membrana semipermeable y sirve de filtro, ya que pasan las moléculas mas pequeñas que los poros que presenta. En el espacio interior de las Cápsula de Bowman se produce la orina primitiva, por su ultrafiltración, desde el ovillo de los capilares del glomérulo, que por reabsorción y secreción, en el sistema tubular de la nefrona y en los túbulos colectores se transforma en la orina definitiva. Formación de la orina A continuación se verán los tres procesos que participan en la formación de la orina lo que permite al organismo eliminar desechos metabólicos sin perder componentes útiles a la sangre. Tales proceso son: filtración glomerular reabsorción secreción tubular.
Filtración glomerular El plasma es filtrado a través de los capilares glomerulares hacia los túbulos renales. Este líquido que filtra a través de la membrana glomerular hacia la Cápsula de Bowman se denomina filtrado glomerular. La membrana de los capilares glomerulares recibe el nombre de membrana glomerular, es análoga a la de los demás capilares aunque 25 veces mas porosa y en consecuencia, permite un mayor filtrado de agua y solutos. El filtrado glomerular tiene una composición idéntica a la del plasma de la sangre, sin las proteínas a las cuales son impermeables a las membranas, es decir contiene especies útiles como glucosa, sales minerales, aminoácidos, etc. Por otra parte, la ultrafiltración (formación de la orina primitiva), depende de tres factores: del valor de la presión sanguínea en los capilares glomerulares, que da lugar a la salida del líquido (presión sanguínea: 55 mm Hg). del valor de la presión coloidosmótica en la sangre, la cual se opone a l a presión capilar y se origina por la acción atractora de agua de las proteínas (presión oncótica de las proteínas del plasma 25 mm Hg) el tercer factor es el que presenta la propia “membrana” llamado presión hidrostática, que corresponde a las propiedades del filtro del tejido, compuesto por las capas que separan los dos compartimientos, la Cápsula con la monocelular y el glomérulo con su capa de endotelio (monocelular también). Dicha presión es aproximadamente de 10 mm Hg. En síntesis, la presión que favorece el filtrado glomerular es de 55 mm Hg, la presión que se opone al paso del filtrado es de 35 mm Hg. Entonces una gradiente de presión que favorece la filtración glomerular recibe el nombre de presión útil de filtración. Según lo anterior, modificaciones de la presión sanguínea y/o de la concentración de proteínas circulantes afectan la magnitud de la filtración glomerular. Ambos riñones producen unos 125 ml de orina primitiva por minuto, lo cual equivale a 180 litros diarios. Sin embargo, mas del 99% de este filtrado es reincorporado a la sangre en los túbulos, por reabsorción tuibular. El resto (menos del 1%) constituye la orina final. Reabsorción tubular Se ha dicho que existe una reabsorción del 99% del volumen del filtrado glomerular. En efecto la mayor parte del agua, así como muchas de las sustancias disueltas de importancia para el organismo son reincorporadas a la sangre. El 87% del líquido es reabsorbido en los túbulos contorneados proximales y el 13% restante a nivel de los tubulos distales. Reabsorción activa La reabsorción activa se realiza hasta alcanzar un nivel máximo (saturación del sistema), de manera que el exceso de oferta es limitado por la orina (sustancias umbrales). Es el es el caso de la diabetes mellitus, en la que se elimina el exceso de glucosa que no se alcanza a reabsorber. También son reabsorbidos por transporte activo las sales minerales y los aminoácidos. Reabsorción pasiva
Son reincorporadas pasivamente al medio interno las sustancias no umbrales, que casi no se reabsorben y se eliminan concentradas por la orina. Ejemplos: urea, acido urico, creatinina, drogas, etc. En el túbulo proximal predomina la reabsorción activa de glucosa, electrolitos (como el sodio, potasio y cloro), y se mantiene la electroneutralidad del filtrado. Al salir estos componentes de la orina, disminuye la tonicidad del filtrado y ocurre re absorción pasiva de agua. Secreción tubular Los túbulos contorneados también son capaces de secretar sustancias por transporte activo (distintas a las que absorbe), este flujo es a partir del plasma, directamente a través de las células tubulares hacia el lumen del túbulo. Son secretadas especies tales como potasio, iones hidrógenos, y bicarbonato, así como también sustancias extrañas (drogas, antibióticos, etc). Para completar la reabsorción de sustancias se postula el mecanismo de flujo en contra corriente, en el cual el filtrado se concentra progresivamente a su paso por la porción descendente del Asa de Henle y luego se diluye poco a poco al circular por la porción ascendente del Asa de Henle. Las membranas del tubo descendente presentan una gran permeabilidad al agua, no así a los solutos y lo contrario ocurre con las membranas del asa ascendente en la cual se transportan activamente cloro al liquido peritubular, con lo que se diluye la orina. Homeostasis ácido-base (regulación del pH) Los riñones regulan la concentración de iones hidrógenos de los líquidos intra y extraxcelulares, excretando constituyentes ácidos o básicos cuando estos se desvían de los valores normales, restaurando la así homeostasis. El riñón tiene un mecanismo adicional, (síntesis tubular), pues frente a un exceso de ácidos puede sustituir las bases por amoniaco, este se combina con los iones hidrógenos formando ión amonio, conservando iones sodio y excretando el a ión clorulo en combinación con los iones amonio. Regulación de iones y de agua El aparato yuxtaglomerular, es un conjunto de células especializadas que tapizan las arteriolas del riñón frente al glomérulo, adosadas al túbulo distal. Es el encargado de controlar los niveles de sodio plasmático. Además participa en la regulación de la presión arterial y secreta la eritropoyetina, que es una glicoproteína que estimula la maduración de los eritrocitos a nivel de la medula ósea roja.
