Los 3 mecanismos que intervienen en la formación de orina (Fig.1) son:
-Filtración glomerular
-Reabsorción tubular
-Secreción tubular
Filtración glomerular
Es el proceso inicial en la formación de orina y consiste en la filtración de una parte del plasma que atraviesa los capilares glomerulares, a través de la membrana que separa la sangre de los capilares glomerulares y la cápsula de Bowman. El líquido filtrado se deposita en el espacio de Bowman pasando a continuación al túbulo contorneado proximal.
El filtrado glomerular en la cápsula de Bowman esta constituido por agua y solutos de bajo peso molecular, en una concentración similar a la del plasma, pero está casi totalmente libre de proteínas, pues la barrera de filtración es impermeable a ellas.
Fig.1. Los tres mecanismos para la formación de orina
La barrera de filtración se compone de 3 capas (Fig.2):
-El endotelio del capilar glomerular
-La membrana basal
-Las células epiteliales, los podocitos, la cápsula de Bowman
La primera capa que el líquido filtrado atraviesa es la de las células endoteliales de los capilares que tienen numerosos poros extremadamente pequeños que no permiten el paso de células sanguíneas.
La capa que continúa es la membrana basal que es una malla acelular, impide el paso de moléculas grandes como las proteínas y de otros residuos aniónicos.
La capa más externa, constituida por los podocitos y células epiteliales. Los podocitos presentan proyecciones citoplasmáticas que recubren los capilares glomerulares, dejando espacios entre ellas de pequeño tamaño que impiden el paso de moléculas con un peso myor o igual a 100 000 daltons.
Fig.2. Capas de la barrera de filtración
Factores que determinan la filtración glomerular
-La presión efectiva de filtración
-El coeficiente de filtración
La presión efectiva de filtración (PEF): Es la fuerza neta que produce el movimiento de agua y solutos a través de la membrana glomerular y que depende de:
-El gradiente de la presión hidrostática, que impulsa el agua y los solutos desde el capilar glomerular hacia la cápsula de Bowman.
-El gradiente de la presión oncótica, que retiene el agua y los solutos dentro del capilar glomerular.
Tasa de filtración glomerular (TGF)
Es el volumen filtrado desde los capilares glomerulares a la cápsula de Bowman por unidad de tiempo y es el producto del coeficiente de filtración y de la PEF.
La TGF normal es de 180 L/día o 125 ml/min.
Los factores que modifican la tasa de filtración glomerular lo hacen mediante modificaciones de sus dos componentes el K1 y la PEF.Transporte tubular
La finalidad del transporte tubular renal es la modificación del líquido filtrado mediante la reabsorción de las sustancias escenciales para el organismo desde la luz tubular hacia los capilares, o mediante la secreción desde la sangre a la luz tubular de aquellas sustancias no filtradas en el glomérulo.
Transporte a través de los diferentes segmentos tubulares
Túbulo proximal: Se produce la reabsorción del 60-70% de la carga filtrada en el glomérulo (Sodio, agua, bicarbonato y Calcio) y el 100% de glucosa y aminoácidos, y una cantidad variable de potasio y fosfato.
Asa de Henle: Las sustancias transportadas en el asa de Henle varían en función del segmento que estemos considerando. En la rama descendente del asa de Henle se produce reabsorción de agua libre de solutos para alcanzar el equilibrio osmótico con el intersticio, por lo tanto el líquido que sale de este segmento del asa de Henle es hiperosmótico.
La rama ascendente del asa de Henle es impermeable al agua pero no a solutos. En la zona gruesa se reabsorbe Na+, Cl-, K+, Mg++, y HCO3- que no haya sido absorbido en el túbulo proximal. En la rama ascendente delgada se produce secreción de urea.
Túbulo distal: Este segmento es impermeable al agua, por lo que solo reabsorbe Na+, Cl- y Ca++.
Túbulo colector: En este túbulo se distinguen 3 secciones estructural y funcionalmente diferentes:
-Cortical: Donde hay reabsorción de Sodio, y la secreción de K+ y H+, estos transportes están controlados por la hormona aldosterona.
-Medular: Reabsorción de agua que también es dependiente de la ADH.
-Papilar: Es permeable a la urea aun en ausencia de ADH.
Fig.3. Transporte a través de los diferentes segmentos tubulares
Balance glomérulo-tubular
La cantidad de volumen reabsorbido en los segmentos tubulares varía directamente con la TFG a través del balance glomérulo-tubular. El efecto neto de este fenómeno es bloquear los cambios en la excreción de Na+ producidos por los cambios en la TFG. El mecanismo responsable del balance glomérulo-tubular son las fuerzas de Starling.
Aclaramiento renal
Es la medida empírica de la capacidad de los riñones para eliminar una sustancia del plasma y por consiguiente de excretarla en la orina. Por lo tanto el aclaramiento renal de una sustancia es el resultado de los mecanismos de la formación de orina: Filtración, reabsorción y secreción.
Regulación de la osmolaridad del líquido extracelular
Esta constancia es fundamental, ya que cambios en la osmolaridad del líquido extracelular conllevan a una modificación de la concentración de iones, lo que puede alterar el metabolismo celular y por lo tanto el funcionamiento de todo el organismo.
El organismo mantiene la osmolaridad de los líquidos corporales en un valor constante de 290+-10 mOsm/L con oscilaciones no mayores al 2-3% mediante:
-La formación de una orina concentrada, la realiza el riñón (Fig.4).
-El mecanismo de la sed, que controla la ingesta de agua.
Cambios en la osmolaridad de la orina en presencia y ausencia de ADH
Cuando hay deshidratación aumenta la osmolaridad plasmática, aumenta la producción de ADH, y aumenta la reabsorción de agua, provocando la excreción de orina concentrada. Por otro lado, cuando hay una sobrehidratación disminuye la osmolaridad plasmática, por lo tanto hay una disminución de la producción de ADH, hay menor reabsorción de agua, y el resultado de esto es la excreción de orina diluida.
Fig.4. Cambios en la osmolaridad de la orina en presencia
y ausencia de la hormona antidiurética
Regulación del volumen del líquido extracelular
Los 2 mecanismos más usados para el mantenimiento constante del volumen del líquido extracelular son:
-Diuresis de presión. Junto con esta diuresis también aumenta la eliminación de Sodio.
-Factores humorales. Existen 2 factores principales: Angiotensina II y Aldosterona.
Regulación del equilibrio ácido-base
Debemos tener en cuenta que un ácido es aquella sustancia que libera iones de hidrógeno (H+) cuando se disuelve en agua. Por otro lado una base es la sustancia que capta H+.
Por lo tanto esta regulación, es en realidad la regulación de la concentración de lo H+. El equilibrio ácido--base se alcanzará cuando la cantidad de H+ ganados por el organismo a través del metabolismo endógeno de la dieta, sea igual a la cantidad de H+ eliminados por el mismo.
En condiciones normales el pH de la sangre oscila entre 7.35-7.45.
El metabolismo produce 2 tipos de ácidos: ácidos volátiles y no volátiles. Entre los ácidos volátiles encontramos a el CO2 es un gas que se elimina sin problemas del organismo a través de los pulmones. : Los ácidos que no derivan de la hidratación del CO2 se consideran ácidos no volátiles.
Regulación respiratoria del pH
El pulmón regula la concentración de H+ mediante la eliminación de CO2 que es un ácido volátil procedente del metabolismo celular.
Por el contrario:
El papel del riñón en la regulación del equilibrio ácido-base
-El control de la reabsorción de HCO3-
-El control de la excreción de H+
El papel del riñón en la corrección de las alteraciones del equilibrio ácido-base es más lento que el del sistema respiratorio, pues necesitas horas o días para poder completar su función. Sin embargo su eficacia, aunque más lenta, es superior, de modo que es capaz de corregir completamente cualquier desviación del pH plasmático.
Cuando una persona tiene exceso de iones hidrógeno, su pH es menor a 7.35 y se dice que tiene acidosis, por el contrario si el pH es mayor a 7.45 se trata de una alcalosis.
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