lunes, 27 de julio de 2020

MECANISMO DE CONTRACORRIENTE RENAL


MODULO UROLOGIA. FISIOLOGIA LABORATORIO MECANISMO DE CONTRACORRIENTE


El mecanismo de concentración depende de la preservación de un gradiente de osmolalidad creciente en las pirámides medulares. Este gradiente es producido por la operación de las asas de Henle como multiplicadores de contracorriente, y se conserva gracias a la actividad de los vasos rectos como intercambiadores de contracorriente. Un sistema de contracorriente es uno en el cual, por un tramo, el flujo de entrada se desplaza paralelo, en sentido contrario, muy cerca del flujo de salida. Esto se observa tanto en las asas de Henle como en los vasos rectos de la médula renal (fig. 38-3).


La operación de cada asa de Henle como un multiplicador de contracorriente depende de la elevada permeabilidad de la rama descendente delgada al agua (gracias a la acuaporina 1), del transporte activo de ion sodio y cloruro fuera de la rama ascendente gruesa y de la afluencia del líquido tubular desde el túbulo proximal y su salida hacia el túbulo distal. El proceso puede explicarse al utilizar los pasos hipotéticos que llevan al estado de equilibrio normal, aunque dichos pasos no ocurran in vivo.






También es importante recordar que el equilibrio se mantiene a menos que se elimine por depuración el gradiente osmótico. En la figura 38-16, se resumen estos pasos para una nefrona cortical que no posee una rama ascendente delgada. Se presupone primero un estado en el cual la osmolalidad equivale a 300 mosm/kg de agua en todas las ramas descendente y ascendente, así como en el intersticio medular (fig. 38-16A). Se presupone además que las bombas que operan en la rama gruesa ascendente pueden bombear 100 mosm/kg de ion sodio y cloruro desde el líquido tubular hasta el intersticio, con aumento de la osmolalidad intersticial a 400 mosm/kg de agua. El agua se desplaza luego fuera de la rama descendente delgada y su contenido se equilibra con el intersticio (fig. 38-16B). Sin embargo, el líquido que contiene 300 mosm/kg de agua ingresa de continuo a esta rama desde el túbulo proximal (fig. 38-16C), de manera que se reduce el gradiente contra el cual se bombean ion sodio y cloruro, y entra una mayor cantidad al intersticio (fig. 38-16D). Mientras tanto, el líquido hipotónico fluye hacia el túbulo distal y el líquido isotónico, después hipertónico, fluye hacia la rama gruesa ascendente. El proceso se preserva al repetirse y el resultado final es un gradiente de osmolalidad desde la parte superior hasta la base del asa.
En las nefronas yuxtaglomerulares con asas más largas y ramas ascendentes delgadas, el gradiente osmótico se dispersa a una mayor distancia, y la osmolalidad en la punta del asa es mayor. Esto se debe a que la rama ascendente delgada es relativamente impermeable al agua, pero permeable al ion sodio y al cloruro. Por consiguiente, dichos iones se desplazan a través de sus gradientes de concentración hacia el intersticio, y se presenta una multiplicación de la contracorriente pasiva adicional. Cuanto mayor sea la longitud del asa de Henle, tanto mayor será la osmolalidad que puede conseguirse en el vértice de la médula renal.
El gradiente osmótico en las pirámides medulares no duraría mucho si el ion sodio y la urea de los espacios intersticiales fuesen retirados de la circulación. Estos solutos se mantienen en las pirámides principalmente porque los vasos rectos operan como intercambiadores de contracorriente (fig. 38-17). Los solutos se difunden fuera de los vasos, conduciendo la sangre a través de la corteza y hacia los vasos que descienden hacia la pirámide. Por lo contrario, el agua se difunde fuera de los vasos descendentes y hacia los vasos ascendentes fenestrados. Por tanto, los solutos tienden a recircular en la médula y, el agua, a desviarse de la misma, de manera que se conserva la hipertonicidad. El agua reabsorbida de los túbulos colectores en las pirámides también es reabsorbida por los vasos rectos y entra en la circulación general. El intercambio de contracorriente es un proceso pasivo, el cual depende del desplazamiento de agua y quizá no preserve el gradiente osmótico en las pirámides si se detuviera el proceso de multiplicación de contracorriente en las asas de Henle.
Conviene subrayar que hay un gradiente osmótico muy grande en el asa de Henle y, si está presente la vasopresina, en los túbulos colectores. Este sistema de contracorriente hace posible este gradiente al difundirse a lo largo de un sistema de túbulos de 1 cm o más de longitud, en vez de hacerlo a través de una sola capa de células, la cual sólo tiene pocos micrómetros de espesor. Existen otros ejemplos de la operación de los intercambiadores de contracorriente en animales. Uno es el intercambio de calor entre las arterias y las venas concomitantes de las extremidades. En un grado menor en el ser humano, pero más en los mamíferos que viven en agua fría, el calor es transferido desde la sangre arterial que fluye hacia las extremidades hasta las venas adyacentes, las cuales drenan la sangre de nuevo hacia el cuerpo; por ello, las puntas de las extremidades se enfrían mientras el resto del cuerpo conserva calor.




 



FUNCIÓN DE LA UREA
La urea contribuye al establecimiento del gradiente osmótico de las pirámides medulares y a la habilidad de formar una orina concentrada en los túbulos colectores. El transporte de urea es mediado por transportadores de esta molécula, al parecer mediante difusión facilitada. Se conocen por lo menos cuatro isoformas de la proteína de transporte UT-A en los riñones (UT- A1 a UT-A4); se encuentra UT-B en los eritrocitos. La cantidad de urea en el intersticio medular y, como consecuencia, en la orina, varía según la concentración de urea filtrada y ésta, a su vez, cambia según el aporte de proteína de los alimentos. Por tanto, una alimentación rica en proteínas aumenta la habilidad de los riñones para concentrar la orina.
DIURESIS OSMÓTICA
La presencia de grandes cantidades de solutos no reabsorbidos en los túbulos renales origina un aumento del volumen urinario, lo cual se denomina diuresis osmótica. Los solutos no reabsorbidos en los túbulos proximales ejercen un efecto osmótico considerable, ya que el volumen del líquido tubular disminuye y su concentración aumenta. Como consecuencia, “conservan el agua en los túbulos”. Además, es limitado el gradiente de concentración en contra del cual puede bombearse sodio ionizado fuera de los túbulos proximales. En situaciones normales, el movimiento de agua fuera del túbulo proximal impide la aparición de cualquier gradiente ostensible, pero la concentración de ion sodio en el líquido desciende cuando se reduce la reabsorción de agua debido a la presencia de mayo- res cantidades de solutos no reabsorbibles en el líquido tubular. Así, se obtiene el gradiente de concentración limitante y se evita la reabsorción proximal adicional de ion sodio; una mayor cantidad de este último permanece en el túbulo y el agua se preserva en el mismo. El resultado es que se presenta al asa de Henle un volumen muy aumentado de líquido isotónico. Este líquido tiene menor concentración de ion sodio, pero aumenta la cifra total de este elemento que llega al asa por unidad de tiempo. En el asa, la reabsorción de agua y sodio ionizado disminuye en virtud del decremento de la hipertonicidad medular. La reducción se debe principalmente a la menor reabsorción de los iones sodio, potasio y cloruro en la rama ascendente del asa a causa del gradiente de concentración limitante para conseguir la reabsorción de sodio ionizado. Una mayor cifra de líquido pasa a través del túbulo distal y dado el decremento del gradiente osmótico a lo largo de las pirámides medulares, se reabsorbe menos agua en los túbulos colectores. El resultado es un notable aumento en el volumen urinario y la excreción de sodio ionizado y otros electrólitos.
La diuresis osmótica se produce por el uso de compuestos, como el manitol y los polisacáridos afines, que son filtrados pero no reabsorbidos. También surge por las sustancias naturales cuando ellas están presentes en cantidades que sobrepasan la capacidad de los túbulos para reabsorberlas. Por ejemplo en la diabetes mellitus, si la glucemia está elevada, la glucosa en el filtrado glomerular se incrementa; por tanto, la carga filtrada supera el transporte máximo de glucosa y la glucosa se mantiene en los túbulos, lo cual genera poliuria. La diuresis osmótica también puede ser producida por la infusión de gran cantidad de cloruro de sodio o urea.
Es importante reconocer la diferencia entre la diuresis osmótica y la diuresis de agua. En la diuresis de esta última, la cantidad de agua reabsorbida en las porciones proximales de la nefrona es normal, y el flujo de orina máximo que puede ge- nerarse asciende a unos 16 ml/min. En la diuresis osmótica, el aumento del flujo urinario se debe a un decremento de la reabsorción de agua en los túbulos proximales y las asas, con lo cual aparecen flujos de orina muy importantes. A medida que aumenta la carga de soluto excretado, la concentración de la orina se acerca a la del plasma pese a la máxima secreción de vasopresina, ya que una fracción cada vez mayor de orina excretada se encuentra en el líquido isotónico del túbulo proximal.
GANONG. FISIOLOGIA MEDICA. EDICION 23 BARRET Y COL. McGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES, S.A. de C.V.