INFORME PRÁCTICAS DE SIMULACIÓN S IMULACIÓN FISIO EX 7.0 PRÁCTICA FISIOLOGÍA DEL SISTEMA RENAL Presentado por: ELKIN RENALDO BURGOS ESTRADA Código 212509 ASIGNATURA: FISIOLOGÍA ANIMAL
OBJETIVOS: 1. Definir Nefrón, Corpúsculo renal, Túbulo renal, arteria aferente, Filtración glomerular, Arteria eferente, aldosterona, ADH, y reabsorción. 3. Describir los componentes y las funciones del Nefrón. 4. Comprender cómo el diámetro arterial afecta la función del Nefrón. 5. Comprender cómo la presión sanguínea afecta la función del Nefrón. 6. Explicar el proceso de reabsorción. 7. Explicar el rol de los transportadores en la reabsorción de glucosa. 8. Entender las acciones del ADH y de la Aldosterona en la reabsorción de solutos y de agua.
RESUMEN: Sistema renal. Nuestro organismo produce muchas sustancias en el metabolismos, las cuales deben ser drenadas y expulsadas del cuerpo y así mantener lo homeostasis del cuerpo. El sistema renal es el encargado de este equilibrio, este se compone de los riñones ubicados en pared abdominal posterior, los uréteres, la vejiga y la uretra. La estructura funcional de la filtración sanguínea es el Nefrón este está compuesto de: un capsula glomerular, un tubo contorneado proximal, asa de Henle descendente, asa de Henle ascendente, tubo contorneado proximal y tubo colector. La orina como se llama al producto de desecho de los riñones después de pasar por el Nefrón se dirige a los uréteres, es almacenada en la vejiga y se excreta por la uretra. Los Riñones regulan 1) La Osmolaridad del plasma sanguíneo, o la concentración de una solución expresada como osmoles de soluto por litro de solvente; 2) Volumen del plasma; 3) el Balance ácido-básico; 4) el Balance electrolítico; 5) la excreción de metabolitos de desecho y materiales extraños y 6) la producción y secreción de hormonas que regulan la osmolaridad y el balance electrolítico.
PROCEDIMIENTO: Para la realización de la práctica de transporte y permeabilidad de la membrana se empleó el software PHYSIOEX 7.0, en la que de acuerdo a cada mecanismo, se siguieron las instrucciones descritas en la guía de laboratorio número 13 FISIOLOGÍA DEL SISTEMA RENAL.
RESULTADOS: ACTIVIDAD 1. EFECTO DEL DIÁMETRO DE LA ARTERIA SOBRE LA FILTRACIÓN GLOMERULAR ¿Cómo afectó al rango de filtración glomerular el incremento del radio de la arteria aferente? Aumenta el rango de filtración glomerular
Reduzca el radio de la arteria aferente a 0.30 mm, y dé click en Start. Bajo estas condiciones, ¿el fluido pasa a través del nefrón? Según lo observado no hay fluido por el nefron ¿Cuál es el rango de filtración glomerular? El rango es cero no hay flitracion ¿Cómo es en comparación con la información base, y por qué? No hay tasa de filtración glomerular y de volumen urinario y la precion glomerular disminuye esto se dedebe por que se disminuye el radio de la arteria aferente.
Usando la simulación, diseñe y realice un experimento para medir los efectos del aumento y la disminución del radio eferente. ¿Cómo afectó el incremento del radio en el rango de filtración glomerular? El rango disminuye ¿Cómo afectó la disminución del radio en el rango de filtración glomerular? El rango aumenta Fisiológicamente, cuál puede ser la causa del cambio del radio de las arterias aferente y eferente? En el glomérulo normal la dilatación o contracción tanto de la arteriola aferente como eferente dependen del balance entre las fuerzas vasodilatadoras y vaso constrictoras generadas localmente. En la arteriola aferente las fuerzas vasodilatadoras son: Las prostaglandinas E2, prostaciclina y él oxido nítrico. En la arteriola eferente la fuerza vasodilatadora sería fundamentalmente él oxido nítrico. La vaso constricción en ambas arteriolas es causado principalmente por la AII generada en el AJG. Como consecuencia, la disfunción endotelial, al conducir a una disminución en la producción de oxido nítrico, se traduciría en una mayor respuesta vasoconstrictora en la arteriola eferente donde la All actuaría como única fuerza y causante de la hipertensión capilar glomerular, la que produce cambios: < • Funcionales y • Estructurales http://sisbib.unmsm.edu.pe/bvrevistas/cardiologia/v23_n3/ri%C3%B1on_hipertensi on_arte.htm>
ACTIVIDAD 2. EFECTOS DE LA PRESIÓN SOBRE LA FILTRACIÓN GLOMERULAR A medida que la presión aumenta, ¿qué pasa con la presión en el glomérulo? La presión glomerular también aumenta según lo observado ¿Qué pasa con el rango de filtración glomerular? El filtrado glomerular también incrementa Compare el volumen de la orina en sus datos base con el volumen de orina a medida que incrementa la presión. ¿Cómo cambió el volumen de orina? A medida que la presión aumenta, también lo hace el volumen de orina. ¿Puede verse cómo benéfico el incremento del volumen de la orina para el cuerpo? Desde un punto de vista de excreción abundante de orina por intoxicación del organismo se diría que si, pero si este aumenta excesivamente también puede ser maléfico a causa de una enfermedad o una desestabilidad en el procesos de filtración en el riñón las causas serían muy variadas.
ACTIVIDAD 3 EFECTOS COMBINADOS ¿Qué pasó con el rango de filtración glomerular y con el volumen de orina después de que se reduce la presión? El rango disminuye
¿Cómo puede ajustar los radios aferente y eferente para compensar el efecto de la reducción de la presión sobre el rango de filtración glomerular y el volumen de orina? Use la simulación para determinar su respuesta
El radio aferente se aumenta y el radio eferente se disminuye
¿Qué cambios son observados en la función del Nefrón cuando se cierra la válvula? Ante el cierre de la válvula, el riñón pierde el rango de filtración glomerular, perdiendo la capacidad de filtrar el plasma por que la vía de excreción se sierra. Por qué se observan estos cambios? Este cambio se debe a que el nefrón no tiene forma de vaciar la capsula para dar paso a más fluido, por tanto detiene su acción. ¿Es funcional el Riñón cuando el rango de filtración glomerular en cero? Explique No, ya que el flujo está restringido, por tanto el plasma no completa el recorrido. ¿Cuál es el mayor “ingrediente” que necesita ser removido de la sangre?
El mayor ingrediente que debe ser removido de la sangre es el K, ya que así se facilita la recuperación de Na y el equilibrio electrolítico en el organismo. Algunos estudios han demostrado que algunas nefronas pueden fallar cuando se llega a una edad avanzada. ¿Sería esto un problema para la formación de orina? Inevitablemente, ya que con la pérdida de nefronas el volumen depurado de plasma será también menor, por lo que el organismo puede sufrir intoxicación por deficiencia renal. Si la presión sanguínea baja – por ejemplo, como resultado de pérdida de sangre – ¿qué cambios necesitaría el riñón para mantener el rango de filtración normal de la sangre?
Las principales medidas que deben implementarse son la regulación de los radios de las arterias, generando un aumento en la aferente y disminución en la eferente, con lo cual se regula la presión glomerular y por consiguiente se estabiliza el rango de filtración.
ACTIVIDAD 4. EFECTO DEL GRADIENTE DE SOLUTO SOBRE LA CONCENTRACIÓN DE ORINA ¿Cómo cambió la concentración de soluto en la orina a medida que incrementaba el gradiente de concentración del fluido intersticial? El soluto aumenta ¿Qué le pasa al volumen de orina al incrementarse el gradiente de concentración? ¿Por qué? El volumen disminuye, debido a que la ADH disminuye la salida de agua en la excreción. Al incrementar el gradiente de concentración, ¿qué efecto tiene sobre la orina que ya está formada? Esta orina ya formada es filtrada nuevamente en el túbulo contorneado distal y en el ducto colector para aumentar la recuperación de agua y electrolitos
-Prediga qué pasaría con el volumen de orina si no se adiciona ADH en el ducto colector Sin la aplicación de ADH sobre el ducto colector, el volumen de orina aumentaría.
ACTIVIDAD 5. REABSORCIÓN DE GLUCOSA ¿Qué pasa con la concentración de Glucosa mientras se adicionan los transportadores de glucosa al sistema? La concentración de glucosa disminuye ¿A qué punto la concentración de glucosa en la orina se vuelve cero? Cuando los transportados son de un valor 350 Una persona con diabetes tipo I no puede producir insulina, y una persona con diabetes tipo II no responde a la insulina que fabrica. En cada caso, la persona diabética no puede reabsorber glucosa. ¿Qué esperaría encontrar en la orina de una persona diabética? ¿Por qué? Altas concentraciones de glucosa. Debido a que la cantidad de transportadores de glucosa presente en el sistema no serían suficientes ante el flujo filtrado, por lo que se perderían altas cantidades de este compuesto.
ACTIVIDAD 6. EFECTO DE LAS HORMONAS SOBRE LA REABSORCIÓN Este será el “control” de su base de datos.
Volumen de Orina Base = 201.00 De click en Start. Al final del experimento, de click en Record data. Volumen de Orina con la aldosterona presente =180.90 Volumen de Orina con la ADH presente = 20.14 Volumen de Orina con la aldosterona y ADH presente = 20.67 ¿Qué hormona tuvo el mayor ejemplo sobre el volumen de la orina? Los mayores cambios se presentaron bajo el efecto de la ADH, ya que las concentraciones de solutos y el volumen de la orina mostraron cambios más drásticos a comparación con los registrados con la acción de la aldosterona. ¿Cómo afecta el adicionar la aldosterona a la concentra ción de K en la orina? Al aplicar aldosterona la concentración de K aumenta en 4.17. ¿Cómo afecta el adicionar la ADH a la concentración de K en la orina? Con la aplicación de ADH la concentración de K aumenta en56.70 ¿Cómo se compara al efecto de la adición de la aldosterona, con respecto a la concentración de K en la orna? Debido a la acción de la aldosterona, se incrementa la recuperación de sodio por medio de la eliminación de potasio
¿Cómo afecta la adición de ambas hormonas a 1) la concentración de orina, 2) al volumen de orina, 3) la concentración de K? Con la aplicación de ambas hormonas, la variaciones que se presentan en la orina son: aumento en la concentración de la orina, disminución del volumen de la orina y aumento en la concentración de K. Si no se usara ADH, ¿Cómo variaría la concentración de orina? Explique Ante la ausencia de ADH, y con acción de la aldosterona la concentración de K aumenta en 4.17, mientras que el volumen de la orina disminuiría a 20.14 de 180.90.
CUESTIONARIO. 1. Defina cada uno de los siguientes términos: a. Nefrón Unidad funcional del riñón. b. Corpúsculo renal Red de capilares, llamado glomérulo. c. Túbulo renal d. Arteria aferente Se encarga de llevar sangre al glomérulo. e. Filtración glomerular Paso de la sangre a través de los capilares glomerulares, en los cuales se realiza el filtrado del plasma, cuyo resultado está desprovisto de pared celular y es esencialmente libre de proteína. f. Arteriola eferente Encargada de drenar la sangre residual del glomérulo. g. Aldosterona La Aldosterona es una hormona de la corteza adrenal bajo el control del Sistema Renina-Angiotensina del cuerpo. Un decremento en la presión sanguínea es detectado por las células en la arteriola aferente y dispara la liberación de la Renina. Esta actúa como una enzima proteolítica, causando que el angiotensinógeno se convierta a Angiotensina I. Las células endoteliales tienen un enzima, llamado la enzima transformadora, la cual convierte la angiotensina I en angiotensina II. Esta trabaja en la corteza adrenal para inducir la secreción de la aldosterona, que actúa sobre el ducto colector del riñón para promover la toma de sodio del filtrado hacia el cuerpo y la liberación del Potasio desde el cuerpo. Junto a la adición de la ADH, este cambio electrolítico también causa que se reabsorba más agua a la sangre, aumentando la presión. h. ADH La ADH está influenciada por la osmolaridad (la concentración de un soluto expresada en osmoles de partículas de soluto por kilogramo de solvente) de los fluidos del cuerpo como también por el volumen y la presión del sistema cardiovascular. Un cambio del 1% en la osmolaridad del cuerpo secreta la hormona. La acción primaria de esta hormona es incrementar la permeabilidad de agua del túbulo distal y del ducto colector para aumentar su absorción al cuerpo.
i. Reabsorción Proceso de recuperación de sales, agua y glucosa de la orina producida en la capsula de Bowman durante su recorrido hacia la vejiga permitiendo regular la osmolaridad en el organismo. 2. ¿Cuáles son las funciones principales del Riñón? Los Riñones están encargados de la regulación de 1) La Osmolaridad del plasma sanguíneo, o la concentración de una solución expresada como osmoles de soluto por litro de solvente; 2) Volumen del plasma; 3) el Balance ácido-básico; 4) el Balance electrolítico; 5) la excreción de metabolitos de desecho y materiales extraños y 6) la producción y secreción de hormonas que regulan la osmolaridad y el balance electrolítico. 3. ¿Cuáles son los componentes del corpúsculo renal? El corpúsculo renal se compone de una red de capilares, llamado glomérulo, el cual está dentro de una cápsula llena de fluido llamada Cápsula de Bowman. 4. ¿Cuáles son las partes del túbulo renal? El túbulo renal se compone de: Aza de Henle, túbulo contorneado distal y túbulo conector o ducto colector. 5. ¿Qué lleva el plasma libre de proteínas desde la sangre hasta la Cápsula de Bowman? El plasma libre de proteína contiene sales, metabolitos, glucosa, desechos del metabolismo y materiales extraños. 6. ¿Cómo se puede cambiar el rango de filtración glomerular? El rango de filtración glomerular puede alterarse por medio del cambio en los radios de las arterias aferente y eferente, así como por el cambio en la presión glomerular. 7. ¿Hay más filtrado reabsorbido al cuerpo o excretado en la orina? Explique Es mayor la cantidad recuperada, ya que la finalidad del filtrado es eliminar desechos y excesos de metabolitos sin alterar el equilibrio del organismo. 8. ¿Qué regula la hormona Aldosterona? La aldosterona actúa sobre el ducto colector del riñón para promover la toma de sodio del filtrado hacia el cuerpo y la liberación del Potasio desde el cuerpo.
9. ¿Qué regula la hormona ADH? La ADH incrementa la permeabilidad de agua del túbulo distal y del ducto colector para aumentar su absorción al cuerpo. 10. ¿Cuál es el efecto de la reducción del radio de la arteria aferente sobre el rango de filtración? Al reducir el radio de la arteria aferente disminuye el volumen de orina filtrado. 11. ¿Cuál es el efecto de la reducción del radio de la arteria eferente sobre el rango de filtración? Al reducir el radio de la arteria eferente, el volumen de orina filtrada aumenta. 12. ¿Cuál es el efecto del incremento de la presión sanguínea sobre la función renal? Ante el aumento de la presión sanguínea, la función renal se incrementa. 13. ¿Qué podría ocasionar el incremento de la presión sanguínea dentro del glomérulo? El incremento de presión en el glomérulo se produce por cambios en los radios de las arterias aferente y eferente así como por cambios en la presión sanguínea. 14. ¿Cómo se puede ajuntar el radio aferente o eferente para compensar el efecto de la reducción de la presión sanguínea o el rango de filtración glomerular? Para estabilizar la presión glomerular, la acción conjunta consiste en aumentar el radio de la arteria aferente y disminuir el de la eferente. 15. ¿Qué condición común es análoga al cerrar la válvula sobre el ducto colector? Esta situación está relacionada con la contención del deseo de orinar, ante lo cual la función renal se reduce. 16. Una vez los solutos han sido filtrados desde el plasma el filtrado, ¿Cómo se reabsorben a la sangre? La reabsorción de solutos tiene lugar durante el flujo de la orina a través de los túbulos, los cuales bajo la acción hormonal permiten la recuperación o eliminación de solutos importantes para el organismo. 17. ¿Puede la reabsorción de los solutos influenciar la reabsorción de agua en el nefrón? Explique Si, ya que con la reabsorción de solutos la concentración de estos aumenta en la sangre siendo necesaria la recuperación de agua para estabilizar los niveles de concentración de los solutos.
18. ¿Qué pasa si el gradiente de concentración del fluido intersticial aumenta? Ante un aumento en el gradiente de concentración en el fluido intersticial, la filtración disminuye con el fin de evitar la deshidratación. 19. ¿Qué tipo de transporte es usado durante la reabsorción de la glucosa? Para la reabsorción de glucosa, los transportadores que realizan esta labor requieren energía por lo que es de tipo activo. 20. ¿Cómo se puede ver cohibido una proteína transportadora de glucosa en el riñón? Las proteínas transportadoras pueden perder su capacidad cuando la concentración de glucosa en el fluido filtrado excede su cantidad de receptores, ante lo cual deben liberar glucosa. 21. ¿Qué pasa con el volumen de orina cuando disminuye la ingesta de agua? El volumen de orina disminuye, ya que el cuerpo evita eliminar agua para regular la concentración de solutos en el organismo. 22. ¿Qué pasa con el volumen de orina cuando aumenta la ingesta de agua? En este caso el volumen de orina aumenta, ya que la concentración de solutos es baja, para lo cual se elimina agua logrando que estos se estabilicen. 23. ¿Cómo afecta la ADH la concentración de K en la orina? Bajo la acción de ADH en la filtración, la concentración de K en la orina se dispara, eliminando grandes cantidades a comparación con el flujo generado en una filtración normal. 24. ¿Cómo afecta la Aldosterona la concentración de K en la orina? Al igual que la ADH, la aldosterona incrementa también el flujo de K en la filtración, pero lo hace en concentraciones bajas. 25. Si no está presente la ADH, ¿cómo afecta la concentración de la orina? En ausencia de ADH el volumen de orina aumenta, ya que no se estará realizando la recuperación de agua. 26. ¿Cuál es el principal determinante para la liberación de la aldosterona? La aldosterona es liberada ante la percepción de disminución en la presión sanguínea. 27. ¿Cuál es el principal determinante para la liberac ión de la ADH? La ADH es liberada ante cambios mínimos en la osmolaridad de los fluidos corporales.
28. ¿Qué podría causar que el cuerpo excretara más Na? Para eliminar una cantidad mayor de Na a la normal es necesario que el organismo presente altos niveles de este elemento, lo cual puede generarse ante la ingesta de alimentos cuyos contenidos de sal son elevados. 29. ¿Cuál fue el cambio más importante que se observó cuando se adicionó tanto ADH como Aldosterona al sistema? Los cambios más representativos se reflejaron en la concentración de la orina y en la concentración de K, ya que bajo las acción de estas hormonas se incremento la recuperación de agua y Na (principalmente), eliminando una mayor cantidad de solutos (especialmente K) en un menor volumen de orina. ¿Por qué? Esto se debe a la acción de las hormonas, ya que generan un incremento en la permeabilidad de los conductos y túbulos propiciando la recuperación de electrolitos y agua.
CONCLUSIÓNES
Se pudo entender la funcionalidad del sistema renal, las partes que lo componen, que hormonas que lo rigen, las situaciones que varían su funcionalidad (presión, cambio de radio de las arterias aferente - eferente), además de esto se pudo observar la importancia de la filtración, reabsorción, secreción y excreción. Se destacó y afirmo que el sistema renal tiene una alta contribución en equilibrio homeostático del cuerpo.
BIBLIOGRAFÍA Guía de laboratorio de fisiología Animal, (Práctica fisiología del músculo esquelético). Tomado de: Stabler, Timothy. Smith, Lory. Peterson, Greta. Lokuta, Andrew. PhysioEx 7.0 for Human Physiology. Laboratory simulations in phisiology. Ed. Pearson. Traducido por: Gyna Gysela Acosta. Correcciones: MV. Roberto Gracia Cárdenas. Fox. I. 2011. Fisiología humana. 12° edición. Editorial Mc Graw Hill INTERAMERICANA EDITORES, S. A. de C. V. México. 810 pág. Consultado en Biblioteca Universidad Nacional de Colombia-sede Palmira.
