Apunte súper completo. Contiene capítulos de libros, material del cuaderno del alumno y bibliografía obligatoria. Formato A4.
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Sistema multiplicador de contracorriente.
Cinética del transporte de la urea a lo largo del nefrón.
Cinética hidroelectrolítica del túbulo distal y túbulos colectores.
Sistema intercambiador de contracorriente.
NIVELES PLASMÁTICOS DE ADH:
Activación del reflejo.
Síntesis de ADH.
Regulación en la liberación de ADH.
Receptores.
Mecanismos de acción:
Mecanismos de acción a corto plazo.
Mecanismos de acción a largo plazo.
Estructuras de las acuaporinas.
Distribución de las acuaporinas a nivel renal.
METABOLISMO DEL SODIO Y SU REGULACIÓN:
El catión más abundante del líquido extracelular (LEC) es el sodio; su concentración
oscila entre los 135 meq/l y 145 meq/l y determina el volumen del LEC debido al confinamiento
en dicho espacio, que es debido a su alto índice de reflexión o de Staverman (σ = 0,923) y a su
alto coeficiente osmótico (φ = 0,95). Por otro lado, el sodio constituye el 95% de la
osmolaridad, la cual está en equilibrio con la del líquido intracelular (LIC). Consecuentemente,
la presión osmótica transmembrana es igual a cero y es responsable de la constancia del
volumen intracelular.
Modificaciones de la concentración extracelular del sodio (o de la osmolaridad
intracelular) generarán una diferencia de presión osmótica transmembrana, un flujo neto de agua
diferente de cero y modificación del volumen celular, por lo que no es lo mismo hablar de
cantidad de sodio que de concentración de sodio ya que la cantidad de sodio determina el
volumen del LEC y la concentración de sodio determina el volumen del LIC. Las alteraciones
del balance del sodio pueden ser vistas como alteraciones del volumen del LEC.
El metabolismo del sodio se encuentra bajo influencia de dos variables trascendentales: 1)
el control de su excreción de sodio y 2) la regulación de su balance.
CONTROL DE LA EXCRECIÓN DE SODIO:
Los riñones reabsorben cerca del 99% del sodio filtrado. Considerando una tasa de
filtración glomerular de 180 l/día (correspondiente a 125 ml/min) y una concentración
plasmática de sodio promedio de 140 meq/l, el sodio filtrado es de 25.000 meq/día (o 1462,5
gramos). De esta cantidad, 24.750 meq (1.448 gr) son reabsorbidos y 250 meq (14 gr)
excretados. Este hecho manifiesta una capacidad reabsortiva de sodio increíblemente alta
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,cercana a 1,5 kilos. Los mecanismos puestos en juego para efectivizar esta reabsorción son
varios y requieren gran cantidad de energía.
Además, la filtración y reabsorción de sodio se encuentran ligadas de tal forma que
asegura la excreción frente a variaciones importantes en la tasa de filtración glomerular (TFG).
Cambios en la TFG son acompañados por modificaciones paralelas en la reabsorción tubular de
sodio, fenómeno conocido como balance túbulo-glomerular.
El control de la reabsorción de sodio es la clave para la regulación del balance del mismo
e involucra dos pasos sucesivos: la translocación desde el compartimento intratubular hacia el
LIC de la célula tubular y su paso desde este último sitio hacia el compartimento plasmático.
Para analizar la cinética nefronal del sodio es imprescindible tener presente que el
movimiento de un ion obedece a su potencial electroquímico. Este se halla constituido por dos
fuerzas: el potencial químico o de concentración y el potencial eléctrico. El potencial químico es
la fuerza que provoca el movimiento de un soluto de acuerdo a su diferencia de concentración,
desde un compartimento de mayor concentración a uno de menor concentración.
Termodinámicamente esto se traduce en la siguiente ecuación que, además, incluye la
temperatura y la constante general de los gases:
𝐶𝑓
𝑊𝑄 = [𝑅 𝑥 𝑇 𝑥 ln ]
𝐶𝑖
Donde R es la constante general de los gases [9.8 (atm x litro)/(mol x °K)], T es la
temperatura en 310 °K, ln es logaritmo natural o su equivalente 2.3 x log decimal, C f es la
concentración final y Ci es la concentración inicial.
El potencial eléctrico es la fuerza que promueve movimiento de un ion debido a la
diferencia entre la carga eléctrica del ion y la carga eléctrica neta de los compartimentos
involucrados. Así, el sodio se mueve espontáneamente (sin requerimiento energético) desde un
compartimento positivo, desde donde es repelido (signos contrarios), hacia el compartimento
negativo, donde es atraído (signos opuestos). El flujo iónico establecido obedece a las valencias
iónicas, al valor del potencial transmembrana y a la constante de Faraday según se muestra a
continuación:
𝑊𝑐 = 𝑍 𝑥 𝐹 𝑥 ∆𝑉𝑚
Donde Z es la valencia del ion en cuestión, F la constante de Faraday igual a 96.000
Cb/mol y ΔVm el potencial transmembrana de reposo expresado en mV.
El primer paso en la reabsorción de sodio se encuentra gobernado por la baja
concentración de sodio del LIC de la célula tubular. Esta baja concentración iónica permite
crear una diferencia de concentración entre el lumen tubular y el LIC de la célula tubular; dicho
gradiente promueve un flujo espontáneo de sodio desde el lumen hacia el LIC ayudado también
por el gradiente eléctrico que también es favorable.
El segundo paso, la translocación del sodio desde el LIC hacia el plasma, debe ser
realizado en contra de gradiente electroquímico y, por lo tanto, con requerimiento energético. El
mecanismo responsable lo constituye la bomba Na+-K+-ATPasa. Este transporte activo
primario extruye 3 sodios por cada 2 potasios que internalizar a la célula. Esta asimetría de
transporte de transforma a la bomba Na+-K+-ATPasa en un mecanismo de transporte
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,electrogénico; como los cationes que transloca hacia fuera son mayores a los que ingresan, el
LIC se negativiza. La negatividad genera una fuerza adicional (potencial eléctrico) que favorece
aún más el influjo de sodio desde el lumen al LIC generado por el potencial químico o de
concentración.
Manejo del sodio en el túbulo contorneado proximal:
El primer procesamiento del líquido filtrado por el glomérulo se produce a nivel del
túbulo contorneado proximal (TCP) renal. Aproximadamente, dos tercios del sodio filtrado son
reabsorbidos a este nivel; en condiciones isoosmóticas y electroneutras, éstas últimas son
aseguradas mayoritariamente por la reabsorción concomitante de cloro (75%) o bien por la
secreción simultánea de hidrógenos y reabsorción de bicarbonato (25%).
El TCP tiene una alta permeabilidad al agua, lo que permite que cualquier soluto
reabsorbido por éste sea acompañado por agua en proporción isoosmótica. Este hecho explica la
isoosmoticidad del líquido intratubular respecto al plasma (igual proporción de reabsorción de
soluto y solvente). La membrana del TCP es incapaz de generar un gradiente transtubular de
sodio importante, el máximo gradiente logrado a este nivel alcanza solo al 33% y en presencia
de diuresis osmótica. La reabsorción de sodio ocurre preferentemente a favor del gradiente de
concentración posibilitado por la baja concentración de sodio del LIC generado por la bomba
Na+-K+-ATPasa. Esta baja concentración intracelular de sodio provee la fuerza necesaria para
la reabsorción de nutrientes y bicarbonato mediante los transportadores sodio-dependiente.
A nivel de la membrana luminal se encuentra tres tipos de transportadores para la
reabsorción de sodio: el cotransporte sodio-nutriente (o sodio-soluto), el contratransporte sodio-
hidrógeno y el transporte de sodio impulsado por el cloro.
Cotransporte sodio-soluto:
Este tipo de transporte de sodio a través de la membrana apical de las células del TCP es
un transporte activo secundario, a través del cual, el Na+ presente en la luz tubular, ingresa a la
célula epitelial asociado al ingreso de uno o varios solutos orgánicos importantes (glucosa,
aminoácidos, lactato, etc) o fosfato. Este tipo de transporte predomina en el segmento 1 del
TCP.
El principal soluto que es transportado por este mecanismo de reabsorción de sodio es la
glucosa. La reabsorción de la glucosa necesita una primera instancia que es el pasaje al interior
celular. Este pasaje, a favor de gradiente químico, es dependiente de la concentración
intracelular de sodio y se efectiviza mediante transportadores presentes en la membrana luminal,
especialmente el simport de glucosa dependiente del sodio (SGLT2).
El otro pasaje es desde el LIC hacia el plasma y es independiente de sodio y en contra de
gradiente de concentración; los transportadores de este paso se encuentran en la membrana
baso-lateral y son denominados GLUT-2, que a diferencia de los transportadores GLUT-4, son
independientes de la acción insulínica. Como la glucosa es eléctricamente neutra, la reabsorción
de sodio-glucosa se transforma en un transporte electrogénico, de modo tal que el paso de sodio
desde el lumen al capilar peritubular produce una diferencia de potencial eléctrico transepitelial
negativo (luz negativa – espacio peritubular positivo) del orden de los 2 mV.
Este valor es consecuencia de la alta permeabilidad selectiva que el epitelio del TCP
presenta al cloro previniendo la generación de una importante diferencia de potencial
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, transmembrana. Por este motivo el TCP posee una resistencia eléctrica baja pudiendo
reabsorber sodio, cloro y agua sin generar gran potencial eléctrico transpitelial ni gradiente
osmótico de jerarquía. La reabsorción de sodio en contransporte también se realiza con
aminoácidos y otros compuestos orgánicos.
Contratransporte sodio-hidrógeno:
Este tipo de transporte de sodio a través de la membrana apical de las células del TCP es
un transporte activo diferenciado de otros tipos de reabsorción activa de sodio debido a los
transportadores luminales utilizados. El ingreso de sodio se encuentra acoplado a la salida de
hidrógeno, es decir que el movimiento de sodio hacia el LIC proporciona la energía necesaria
para el eflujo acoplado de hidrógeno, constituyendo de este modo un mecanismo de
contratransporte o antiport.
Como este intercambio se produce entre dos cationes, el mecanismo de transporte debería
ser electroneutro, pero el resultado neto es la reabsorción de bicarbonato o bien la reabsorción
de sodio y cloro. Esta dicotomía dependerá de la fuente de la cual proviene el hidrógeno para ser
intercambiado con el sodio: si el hidrógeno proviene del ácido carbónico, se reabsorberá
bicarbonato y sodio; si el hidrógeno proviene del ácido fórmico, se reabsorberá cloro y sodio.
Contratransporte sodio-hidrógeno y reabsorción de bicarbonato y sodio: absorción de
bicarbonato y sodio: Este sistema es posible si la fuente dadora de hidrógeno es el ácido
carbónico. Éste es sintetizado en el LIC de la célula tubular mediante la acción catalizadora de
la anhidrasa carbónica a partir de CO2 y H2O posteriormente, mediante disociación espontánea,
genera bicarbonato e hidrógeno acorde a la siguiente reacción que, en el LIC, por ende, se
desplaza hacia la derecha.
LIC
CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+
LUMEN
El hidrógeno se intercambia con el sodio proveniente del líquido tubular por mecanismo
de contratransporte. El hidrógeno secretado a la luz tubular, reacciona con el bicarbonato para
formar ácido carbónico, el cual, por la acción de la anhidrasa carbónica presente en el ribete en
cepillo del TCP, lo disocia en CO2 y H2O. En el líquido tubular la reacción de disociación del
ácido carbónico se desplaza ahora hacia la izquierda. El bicarbonato generado inicialmente en el
LIC es secretado hacia el capilar peritubular por un proceso mediado por un transportador en el
cual la salida de 3 iones bicarbonato se encuentra acoplado a la salida de un ion sodio. El
resultado neto de este proceso global es la remoción de sodio y bicarbonato del líquido tubular y
la adición de sodio y bicarbonato al líquido peritubular.
Contratransporte sodio-hidrógeno y reabsorción cloro y sodio: Este sistema es posible si
la fuente dadora de hidrógenos es el ácido fórmico o ácido metanoico. Este se sintetiza a partir
de reacciones metabólicas intracelulares y posee un pKa de 3,75 por lo cual le confiere
propiedades de un ácido relativamente fuerte. Su disociación se muestra en la siguiente
ecuación:
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