La unidad funcional del riñón en los mamíferos, es la nefrona la que está constituida por un intrincado tubo epitelial, que esta cerrado por un extremo y que en el otro extremo se abre a la pelvis renal, mediante el túbulo colector. La nefrona puede dividirse en secciones como el glomérulo formado por los capilares arteriolares y la cápsula de Bowman, en donde se realiza la función de filtración; túbulo contorneado proximal es la porción del túbulo mas cercana al glomérulo; la rama descendente del asa de Henle; asa de Henle; rama ascendente del asa de Henle que se continua con el túbulo contorneado distal, el cual se une al conducto o túbulo colector que sirve para varias nefronas.
En la formación de la orina intervienen los siguientes procesos como la filtración glomerular de agua y solutos, en proporciones aproximadas a las que hay en el plasma sanguíneo; luego después de la filtración el epitelio tubular renal inicia el proceso de reabsorción tubular de aproximadamente el 99% de agua y la mayor parte de las sales de preorina se reabsorbe en el túbulo contorneado proximal, en este mismo lugar también se produce la reabsorción obligatoria del agua sobre la base de la reabsorción por transporte activo de los solutos; así mismo en las células tubulares se forman compuestos de excreción como algunos aminoácidos que se desaminan en el epitelio renal y el amoniaco difunde a la luz tubular y se une a un hidrogenión y forma amonio, y este se excreta como deshecho nitrogenado. De igual manera al túbulo llega por el mecanismo de secreción tubular desde los capilares peritubulares un sin número de sustancias hacia la luz del túbulo por transporte activo, bajo este mecanismo se eliminan sustancias extrañas como los medicamentos y en parte también la creatinina.
En el siguiente trabajo Evaluaremos la función de filtración y reabsorción de agua y NaCl en estudiantes que han ingerido soluciones isotónicas, hipotónicas e hipertónicas de NaCl.
FILTRACIÓN GLOMERULAR. Por los riñones pasan entre 1000 y 1500 mL de sangre por minuto. El glomérulo tiene una membrana basal semipermeable que permite el libre pasaje de agua y electrolitos pero es relativamente impermeable a moléculas grandes. En los capilares glomerulares la presión hidroestática es aproximadamente tres veces mayor que la presión en otros capilares. Como resultado de esta gran presión, las sustancias son filtradas a través de la membrana semipermeable en la cápsula de Bowman a una velocidad aproximada de 130 mL/min; esto es conocido como la velocidad de filtración glomerular (IFG). Las células y proteínas plasmáticas de gran peso molecular son incapaces de pasar a través de la membrana semipermeable. Por lo tanto el filtrado glomerular es esencialmente plasma sin las proteínas. La IFG es un parámetro extremadamente importante en el estudio de la fisiología renal y en la evaluación clínica de la función renal. En una persona promedio sana, se forman por día más de 187,000 mL de filtrado. La excreción normal de orina es alrededor de 1500 mL por día, lo cual es solamente cerca del 1% de la cantidad de filtrado formado; por lo tanto el otro 99% debe ser reabsorbido.
El filtrado glomerular cambia en cuanto a su composición a medida que avanza a través de los diferentes conductos que forman el túbulo renal. En ellos se eliminan de la sangre las sustancias nocivas, pero se reabsorben hacia los capilares peritubulares, cantidades variables de agua y de solutos, lo cual contribuye a la formación de orina más diluida (hipotónica) o más concentrada (hipertónica).
Formación de orina hipotónica La formación de orina diluida se produce por una mayor reabsorción de solutos. Además, disminuye la secreción de hormona antidiurética o ADH, lo que determina que las células de la pared del tubo colector (TC) impidan que el agua abandone el filtrado por osmosis. Es decir, se produce una inhibición de la reabsorción facultativa de agua, producto de la disminución de ADH secretada.
Formación de orina hipertónica En el hipotálamo se encuentran grupos de células nerviosas que actúan como sensores especializado que miden la concentración de los líquidos corporales . Cuando la sangre está muy concentrada (contiene muchos solutos), estos sensores envían impulsos nerviosos hacia otras regiones del
hipotálamo, donde se generan respuestas homeostáticas, como la activación del centro de la sed (esto es lo que produce la sensación de sed) y la secreción de la hormona antidiurética o ADH, almacenada en la hipófisis. Esta hormona viaja por la sangre y al llegar a las células de los túbulos colectores promueve la reabsorción facultativa de agua y con ello, la formación de una orina concentrada.
Túbulo proximal Las células del túbulo proximal desempeñan una variedad de roles fisiológicos. Aproximadamente un 80% de la sal y el agua son reabsorbidos desde el filtrado glomerular en el túbulo proximal. Toda la glucosa filtrada y la mayoría de los aminoácidos filtrados son normalmente reabsorbidos aquí. Las proteínas de bajo peso molecular, urea, ácido úrico, bicarbonato, fosfato, cloruro, potasio, magnesio, y calcio son reabsorbidos en grado variable. Una variedad de ácidos orgánicos y bases, así como también iones hidrógeno y amoníaco, se secretan en el fluído tubular por las células tubulares. En condiciones normales, la glucosa no es excretada en la orina; todo lo que filtra se reabsorbe. Cuando la concentración plasmática de glucosa esta aumentada por encima de un nivel crítico, llamado el umbral plasmático renal, el máximo tubular para la glucosa es excedido y la glucosa aparece en la orina. Cuanto mayor es la concentración de glucosa plasmática, mayor es la cantidad excretada por la orina. También existen umbrales renales plasmáticos para los iones fosfato y bicarbonato. La mayoría de la energía metabólica consumida por el riñón es usada para promover la reabsorción activa. La reabsorción activa puede producir el movimiento neto de una sustancia contra un gradiente de concentración o eléctrico y por lo tanto requiere gasto de energía para el transporte de células. La reabsorción activa de glucosa, aminoácidos, proteínas de bajo peso molecular, ácido úrico, sodio, potasio, magnesio, calcio, cloruro, y bicarbonato está regulada por el riñón de acuerdo a los niveles de estas sustancias en la sangre y la necesidad del organismo. La reabsorción pasiva ocurre cuando una sustancia se mueve por difusión simple como el resultado del gradiente de concentración químico o eléctrico, y no se involucra energía celular en el proceso. El agua, urea, y cloruro son reabsorbido de esta forma.
La secreción tubular, que transporta sustancias al lumen tubular (que es, en la dirección opuesta a la reabsorción tubular), también puede ser un proceso activo o pasivo. Las sustancias que son transportadas desde la sangre a los túbulos y excretadas en la orina incluyen potasio, iones hidrógeno, amoníaco, ácido úrico, y ciertas drogas, como la penicilina.
Asa de Henle. La rama descendente del asa de Henle es altamente permeable al agua. En la médula, el asa de Henle desciende en un medio progresivamente hipertónico a medida que se aproxima a la papila. Hay una reabsorción pasiva de agua en respuesta a este gradiente osmótico, dejando la presunta orina altamente concentrada en el fondo del asa. La rama ascendente es relativamente impermeable al pasaje de agua pero reabsorbe activamente sodio y cloruro. Este segmento de la nefrona es a menudo llamado el segmento dilutorio porque la remoción de la sal con pequeño pasaje de agua desde el contenido tubular disminuye la sal y la concentración osmótica, diluyendo en efecto el fluído tubular. La rama gruesa ascendente del asa de Henle transfiere cloruro de sodio activamente desde su luz hacia el fluído intersticial. El fluído tubular en su luz se vuelve hipotónico, y el fluído intersticial hipertónico. Este fenómeno es conocido como el mecanismo de contracorriente. Una serie de mecanismos sucesivos producen el atrapamiento de cloruro de sodio en el líquido intersticial medular. A medida que el fluído isotónico en la rama descendente alcanza el área en la cual la rama ascendente está bombeando sodio, se vuelve ligeramente hipertónico debido al movimiento de agua al intersticio hipertónico. El primer paso se repite, y nuevamente, a medida que se agrega más cloruro de sodio al intersticio por la rama ascendente, se produce una mayor salida de agua de la rama descendente.
Túbulo distal Una pequeña fracción de sodio, cloruro, y agua filtrado es reabsorbida en el túbulo distal. El túbulo distal responde a la hormona antidiurética (HAD), y por lo tanto su permeabilidad al agua es alta en presencia de la hormona y baja en su ausencia. El potasio puede ser reabsorbido o segregado en el túbulo distal. La Aldosterona estimula la reabsorción de sodio y la secreción de potasio en el túbulo distal. También ocurre la
secreción de hidrógeno, amoníaco, y ácido úrico y la reabsorción de bicarbonato, pero hay un pequeño transporte de sustancias orgánicas. Este segmento de la nefrona tiene una baja permeabilidad a la urea.
Túbulo colector. La HAD controla la permeabilidad del agua del túbulo colector a lo largo de su longitud. En la presencia de la hormona, el fluído tubular hipotónico entra al túbulo perdiendo agua. El sodio y cloruro son reabsorbidos por el túbulo colector, con el transporte de sodio estimulado por la aldosterona. El potasio, hidrógeno, y amonio son también reabsorbidos por el túbulo colector. Cuando la HAD está presente, la velocidad de reabsorción de agua excede la velocidad de reabsorción de soluto, y la concentración de sodio y cloruro aumenta en la presunta orina. El túbulo colector es relativamente impermeable a la urea.
CLORURO EN ORINA El cloruro es una molécula cargada negativamente conocida como electrolito. Funciona con otros electrolitos, como el potasio, la sal (el sodio) y el dióxido de carbono (CO 2 ) para ayudar a conservar el equilibrio apropiado de líquidos corporales y mantener el equilibrio acidobásico del cuerpo. Se puede hacer un examen para medir la cantidad de cloruro en una muestra de orina.
I.
MATERIALES Agua Sal Iodada Nitrato de plata
El nitrato de plata es una sal inorgánica. Este compuesto es muy utilizado para detectar la presencia de cloruro en otras soluciones. Cuando esta diluido en agua, reacciona con el cobre formando nitrato de cobre, se filtra y lo que se queda en el filtro es plata.
Bicarbonato de potasio Es otra sal (además del acetato y el cloruro) que se administra como suplemento oral de potasio. Este se encuentra en baja concentración en los líquidos extracelulares y en el plasma, pero es el catión más abundante en el citoplasma celular. Se elimina principalmente por la orina y el funcionamiento normal del riñón es responsable del mantenimiento del equilibrio electrolítico del potasio. Algunos pacientes sufren depleción de potasio asociada con acidosis metabólica e hipercloremia (pacientes con acidosis tubular renal); en estos casos no se debe administrar cloruro de potasio y está indicado el bicarbonato de potasio.
Tubos de ensayo Orina
II.
PROCEDIMIENTOS Dividir 3 grupos de estudio, representado por un estudiante por mesa de práctica. Cada estudiante tomara 1,200 ml de sal hipotónica (2,1 g NaCl), isotónica (3,5 g NaCl) y sal hipertónica de 20g de NaCl respectivamente.
Recolectar orina de cada estudiante cada 30 minutos. En cada tiempo recolectado medir el volumen y los cloruros mediante el test de fantus. En un tubo de ensayo agregar 10 gotas de orina. 1gota de bicromato de K (amarillo). Añade gotas de disolución de nitrato de plata hasta llegar al color rojo ladrillo (Anotar gotas). y observa la aparición inmediata de un precipitado blanco de cloruro de plata.
DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS A cada integrante mencionado se le indico tomar 1.200 L de agua mezclada con soluciones hipotónicas , isotónicas e hipertónicas de NaCl , en diferentes concetraciones.Posteriormente el alumno empezara a excretar orina pasado el tiempo que se le indica, se tomaron los valores y lo que se va a encontrar teóricamente en dichas orinas con distintas concetraciones es la siguiente:
Solución Hipotónica NaCl (2,1%): En una solución hipotónica de Cloruro de sodio , las
concetraciones de sodio serán menores, por lo tanto habrá más agua que solutos, esto hara que la celula se rompa.
Ahora con respecto a la orina que se excretar será mas diluida, esto es porque mas se esta eliminando agua que sodio. La osmolaridad del plasma es 280-300 en lo normal, pero cuando esto aumenta o disminuye, sucede una serio de compesaciones para normalizar las concentraciones de soluto o agua.
Cuando se ingiere una solución hipotónica, la osmolaridad disminuye, los osmorreceptores que se encuentran en el hipotálamo lo detectan , haciendo que disminuya la liberación de la hormona antidiuretica, posteriormente la reabsorción de agua en el tubulo colector disminuye, debido a una baja permeabilidad del agua en el tubulo colector, por lo tanto al no haber esta hormona, no hay absorción del agua, por lo tanto se estaría eliminando agua con concentraciones menores de solutos (NaCl) El aclaramiento osmolar es menor que el flujo de orina y lo que ocurre es una pérdida neta de agua plasmática.
Solución Isotónica NaCl (3,5%):
La cantidad de solutos y agua están equilibrados, aquí al ingerir esta solución ,la orina excretada se encontrar en concentraciones normales tanto de solutos y agua. la orina que se produce es isotónica con el plasma, es decir tiene la misma osmolaridad que el plasma. el aclaramiento osmolar será igual al flujo de orina Solución Hipertónica NaCl (20%)
En una solución hipertónica, las concentraciones de solutos es mayor, por lo tanto al ingerir esta solución, la osmolaridad del plasma aumenta, los osmorreceptores detectan esto y hace que se libere la hormona antidiuretica, aumentando la reabsorción de agua, entonces la orina excretada estará mas concentrada de solutos (Nacl), (lo que implica que se está produciendo una eliminación neta de solutos)
III.
CONCLUSIONES I. La filtarcion es proceso efectuado en el riñón , permite una depuración de la sangre a medida que ésta fluye a través de los capilares glomerulares; el agua y las
sustancias contenidas en la sangre se filtran y se dirigen hacia la cápsula de Bowman. Los únicos elementos que no son filtrados son las células sanguíneas y la mayor parte de las proteínas. El líquido filtrado originará la orina mediante sucesivos mecanismos de reabsorción y secreción.
II. El filtrado glomerular cambia en cuanto a su composición a medida que avanza a través de los diferentes conductos que forman el túbulo renal. En ellos se eliminan de la sangre las sustancias nocivas, pero se reabsorben hacia los capilares peritubulares, cantidades variables de agua y de solutos, lo cual contribuye a la formación de orina más diluida (hipotónica) o más concentrada (hipertónica). III. El nitrato de plata es muy utilizado para detectar la presencia de cloruro en otras soluciones. Cuando esta diluido en agua, reacciona con el cobre formando nitrato de cobre, se filtra y lo que se queda en el filtro es plata.
IV. Entre los fármacos que pueden disminuir el nivel de cloruro en la orina se encuentran:
Acetazolamida
Antinflamatorios no esteroides Entre los fármacos que pueden aumentar el nivel de cloruro en la orina se encuentran:
Corticosteroides Diuréticos V. El aumento en los niveles de cloruro en la orina puede ser causado por:
Insuficiencia corticosuprarrenal
Aumento en la ingesta de sal
Inflamación del riñón que ocasiona pérdida de sal (nefropatía por pérdida de sal)
Producción de una cantidad inusualmente grande orina (poliuria) La disminución en los niveles de cloruro en la orina puede deberse a:
Síndrome de Cushing Disminución en la ingesta de sal
Pérdida de líquidos que ocurre con diarrea, vómitos, sudoración y succión gástrica
Retención de sal
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