Función tubular y mecanismo contracorriente

1. Dra Silvana Alcalá. Residente de Nefrología Asesor: Dr. Kin Siu Nefrólogo Función Tubular y Mecanismo Contracorriente Complejo Hospitalario Universitario Ruíz y Páez Departamento de Medicina Servicio de Nefrología

2. Procesos Tubulares Guyton A. Medical Physiology . Elsevier.11th ed. 2006

3. Mecanismos de Transporte Celular Transcelular Proteínas de Membrana Transporte Pasivo: siguiendo gradiente electroquímico Difusión simple: Bicapa lipídica Difusión Facilitada: Prot /Canales Transporte Activo: en contra del gradiente. Primario: ATP Secundario: gradiente E/Q de otras sustancias. Despopoulos A. Color Atlas of Physiology . Thieme.3th ed. 2003

4. Mecanismos de Trasporte Tubular Despopoulos A. Color Atlas of Physiology . Thieme.3th ed. 2003 Guyton A. Medical Physiology . Elsevier.11th ed. 2006

5. Trasporte activo: Bomba Na +/K+ ATPasa Electrogénica Despopoulos A. Color Atlas of Physiology . Thieme.3th ed. 2003 Guyton A. Medical Physiology . Elsevier.11th ed. 2006

6. Trasporte activo SECUNDario Despopoulos A. Color Atlas of Physiology . Thieme.3th ed. 2003

7. Endocitosis Moléculas grandes Requiere energía Vesículas Despopoulos A. Color Atlas of Physiology . Thieme.3th ed. 2003

8. Jameson L. Harrison´s Nephrology and Acid Base Disorders . McGraw-Hill. 2010 Túbulo proximal Reabsorción Histologìa Mitocondrias Ribete Laberintos ATPasa Capacidad de reabsorcion

9. Secreción de Cationes y Aniones Orgánicos Túbulo proximal Berne y Levy. Fisiología Medica. 6ta ed. 2003

10. Asa de Henle: Segmento delgado Descendente Reabsorción de Agua Acuaporinas 1 Jameson L. Harrison´s Nephrology and Acid Base Disorders . McGraw-Hill. 2010 Echevarria M . Acuaporinas : los canales de Agua celulares. Investigación y Ciencia . Diciembre 2006 Secreción de Urea No hay bomba Na /K AtPasa Liquido Hipertónico

11. Impermeable al Agua No Bomba Na /K/ ATPasa Permeable a la salida de NaCl ( reabsorcion ) Permeable a la entrada de Urea Liquido menos Hipertonico Asa de Henle: Segmento delgado ascendente

12. Asa de Henle: Segmento grueso Ascendente Reabsorción de Solutos Jameson L. Harrison´s Nephrology and Acid Base Disorders . McGraw-Hill. 2010 De aquí sale liquido hipotonico

13. Túbulo contorneado Distal Primera Porción: Reabsorción de Iones 5% de NaCL Poco permeable a H2O Poco permeable a Urea Reabsorción de Ca+ inversamente proporcional a reabsorciòn de Na + Jameson L. Harrison´s Nephrology and Acid Base Disorders . McGraw-Hill. 2010

14. Túbulo Colector cortical y final de T.D Jameson L. Harrison´s Nephrology and Acid Base Disorders . McGraw-Hill. 2010 Reabsorbe 5% Na + Reabs Agua: 8-16% Impermeable a úrea Principales Reabsorción Na + Secreción de K+ Intercaladas A Secreción de H+: H+ATPasa Apical Reabsorción Bicarbonato Intercaladas B Secreción Bicarbonato Reabsorción H+: Bomba Basal AQP 2-3-4

15. Túbulo Colector medular Jameson L. Harrison´s Nephrology and Acid Base Disorders . McGraw-Hill. 2010 Reabsorbe <10% Na + y H2O Permeable a la Urea Contribuye con Osm intersticial Secreción de H+ PNA AQP2 Apical AQP3 y 4 Basales

16. Acuaporinas Echevarria M. Acuaporinas : los canales de Agua celulares. Investigación y Ciencia. Diciembre 2006 Proteinas Integrales de Membrana Peter Agre AQP 1. Novel 2003 1988-1992 Ovocitos de rana + ARN m de AQP1 Trece tipos 230-300 aminoacidos 6 alfa helices 2 tripletes Asparragina+Prolina+Alanina Reloj de Arena Agrupadas en tetrámeros

17. Acuaporinas Echevarria M. Acuaporinas : los canales de Agua celulares. Investigación y Ciencia. Diciembre 2006

18. G eneración de un gradiente osmótico medular Acumulación de solutos en el intersticio medular Concentración osmótica aumenta desde la médula externa hasta la papila renal. Las nefronas yuxtamedulares Mecanismo Contracorriente Despopoulos A. Color Atlas of Physiology . Thieme.3th ed. 2003

19. CORTEZA RENAL Asa de Henle Osmolaridad mOsm/L NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl urea urea urea urea urea urea urea urea urea urea urea urea urea urea urea NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl M EXTERNA M . INTERNA 300 350 500 650 800 900 1000 1200 . Mecanismo Contracorriente Aumento de gradiente de exterior a interior Osmolaridad de 300 a 1200 msosm /L Solutos contribuyentes: NaCl Urea

20. líquido que ingresa en el asa de Henle es isosmótico con el plasma Antes. el intersticio medular es isosmótico con el plasma. Líquido no cambia ni su composición ni su osmolaridad . NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl Inicio de la formación del gradiente osmótico medular: Cuando el líquido emerge al segmento grueso del asa de Henle, la acción conjunta del cotransportador Na+,K+,2Cl- y la bomba Na +-K+ ATPasa comienzan a producir una acumulación de NaCl en el espacio intersticial. NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl 300 mOsm/l 300 mOsm/l 300 mOsm/l Mecanismo Contracorriente

21. 300 mOsm/L Segmento grueso del asa de Henle , NaCl sale al intersticio. Agua NO. Osmolaridad del filtrado disminuye Osmolaridad medular aumenta 200 mOsm/L 400 mOsm/L Segmento delgado del asa Salida de Agua para igualar osmolaridad Aumento de Osm en filtrado del Asa Mecanismo Contracorriente agua agua agua agua 400 mOsm /L

22. 300 mOsm/L 300 mOsm /L el líquido del Asa de Henle es hiperosmolar en relación al plasma. S egmento ascendente delgado , solutos difundirán pasivamente al intersticio favorecidos por su gradiente. 400 mOsm /L S egmento ascendente grueso la bomba Na +-K+ ATPasa , el cotransportador Na+,K+,2Cl- aumentarán la velocidad de transporte, fortaleciendo así la formación del gradiente osmolar . Mecanismo Contracorriente

23. 100 150 200 450 La osmolaridad del líquido tubular en el S.G.A,H desciende por la salida activa de solutos y se hace hiposmolar . En cada sección horizontal del segmento ascendente grueso se genera una diferencia de osmolaridad con el intersticio; 200 mOsm /L . 300 350 400 450 300 350 400 450 Mecanismo Contracorriente

24. Urea difunde al intersticio a favor de su gradiente de concentración y, generalmente este gradiente favorece el REINGRESO en el segmento delgado ascendente del asa de Henle. M. EXTERNA M. INTERNA ASA DE HENLE TUBO COLECTOR U U agua U U agua agua ADH agua U U U U U U U U U U U U U agua agua U U U U Acción de ADH en T.C aumenta [Urea] U U U U U U U U U U U U U U U U U Mecanismo Contracorriente

25. U U U U U U U U U U U U U U RECIRCULACION DE LA UREA U U T.P reabsorbe 40-60% la Urea Aumento de [Urea] en Seg . Descendente por salida de agua Segmento ascendente: [Urea] aumenta por reingresodelgado del asa, debido al reingreso de urea (secreción de urea) [ Urea] aumenta en el T.Colector con la salida de agua dirigida por la ADH En la médula renal interna, la urea difunde al intersticio siguiendo su gradiente de concentración hacia los vasos rectos y otra parte reingresa al asa de Henle. U El reciclaje de urea en la médula interna contribuye en un 50 % a la osmolaridad del intersticio en esta zona, el resto se debe al NaCl . U U U U U U NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl U U Mecanismo Contracorriente

26. Solutos acumulados en el intersticio NO pasan rápidamente a la circulación. Corteza médula Vasa recta Tubos renales Capilares glomerulares Vena y arteria interlobar cortocircuitos 1.- El flujo medular bajo Vasos rectos o vasa recta , Tienen forma de U, penetran profundamente Cortocircuitos A compañan en su recorrido a las asas de Henle y tubos colectores. El flujo sanguíneo medular en sentidos , descendente y ascendente. Vasos Rectos

27. El intercambiador por contracorriente facilita el movimiento y MINIMIZA el desplazamiento axial. El movimiento de las moléculas se realiza por difusión pasiva a través de las membranas de los vasa recta. Un intercambiador por contracorriente requiere que EL FLUJO ENTRE LOS CANALES ADYACENTES OCURRA EN SENTIDO OPUESTO. Esto se obtiene con la forma en U de los vasa recta Vasos Rectos

28. mOsm/l 350 450 600 900 1200 1000 mOsm/l solutos Al descender tiende a equilibrarse con el intersticio de osmolaridad creciente (300 - 1200 mOsm /l). El agua sale desde los capilares hacia el intersticio, y los solutos concentrados en el intersticio difunden hacia los capilares. agua Debido a la velocidad del flujo sanguíneo NO se logra un equilibrio total con el intersticio . 300 La sangre que ingresa a las vasa recta es isosmolar con el plasma (300 mOsm /l). . Recorrido Descendente

29. Al ascendente, el líquido se encuentra en forma progresiva con un intersticio más diluido, una vez más tiende a ocurrir un equilibrio: el agua entra al capilar y los solutos salen. Sin embargo NO se completa el equilibrio y la sangre que emerge de la rama ascendente del capilar es algo hiperosmótica , y su volumen es moderadamente mayor Se arrastra una pequeña proporción de solutos y de agua, pero se garantiza el gradiente osmolar . mOsm/l 300 500 600 900 1200 solutos agua 300 1000 350 Recorrido Ascendente

30. TUBO DISTAL TUBO COL E CTOR mOsm/l 300 400 450 500 700 900 1000 300 350 450 500 700 900 1000 100 200 250 500 700 900 1000 NaCL NaCL NaCL el líquido que ingresa al túbulo distal es hiposmótico La osmolaridad del líquido disminuye aún más en este recorrido por Salida de NaCL por aldosterona 90 80 60 En ausencia de la hormona antidiurética, el tubo colector es impermeable al agua O smolaridad del líquido tubular no cambia durante el recorrido, y se excreta una orina diluida. H 2 O 60 60 60 60 orina 60 Mol/L 1200 . . Formación de Orina Diluida

31. mOsm/L 350 500 650 800 900 1000 1200 300 350 500 650 800 900 1000 150 300 450 800 900 1000 TUBO COL E CTOR NaCL NaCL NaCL 100 90 80 Cuando aumenta la osmolaridad del plasma o disminuye la volemia, se libera la ADH, A umenta la permeabilidad al agua en el tubo colector mediada por ADH El líquido hiposmótico que ingresa al tubo colector, a medida que desciende tiende a equilibrarse con la médula por la salida de agua. HAD agua agua agua agua 500 650 800 900 1000 1200 1200 Osmolaridad de la orina 1200 mOsm/l . Formación de Orina Concentrada

32. HAD AQP 3 membrana basal AC ATP V2 AMPc Luz del tubo colector Gs capilar Fosforilación de lasAQP2 PKA membrana apical Mecanismo de accion de adh

33. Canales Renales de Urea Condicionan Permeabilidad de los tùbulos para el paso de la úrea UT-A, Túbulos colectores medulares y asa de henle descendente UT-B, Membrana de Eritrocito y rama descendente de vasa recta Inhibidores de Canales de urea: PU-14 En ausencia de canales, úrea se vuelve un potente agente diurético osmòtico . Acuaretico : no altera excreción de electrolitos Rol Terapéutico: Hiponatremia ICC, Cirrosis, SSIADH

34. Inconsistencias entre los osmolitosmedidos y su predicción con modelos matematicos aplicados según el mecanismo contracorriente convencional. Acumulación de osmolito extra? Intervención de la contracción muscular de la pared pelvica ? Secreción de solutos en el asa de henle ? Arquitectura Funcional Tridimensional Disposición Organizada de componente Tubular y Vascular

35. Médula Externa : Las asas Descendente rodean paquetes vasculares y Tubulos Colectores . Asa de Henle Ascendente Gruesa distantes de paquetes vasculares intercambio contracorriente mas eficiente , reciclaje y acumulación de urea en la medula interna ;

36. Médula Interna La asa ascendente y Vasa recta ascendente se ubican cercanos a los grupos de conductos colectores Las asas descendente y Vasa rectas descendentes se Ubican por fuera de estas Este Arreglo es mas efectivo para prevenir el lavado de solutos .