Este documento describe los mecanismos fisiológicos de regulación de la osmolaridad y concentración de sodio en el riñón. Explica cómo el riñón mantiene el balance hídrico a través de la reabsorción de agua y sodio en diferentes segmentos del nefron, influenciado por hormonas como la vasopresina y la aldosterona. También describe los mecanismos de retroalimentación que regulan la presión arterial a través del control del volumen sanguíneo y excreción de sodio.

1. Universidad Privada Antenor Orrego
FACULTAD DE MEDICINA HUMANA
FISIOLOGÍA RENAL
Regulación de la Osmolaridad y de la
concentración de Na+
Dr. Edgar Fermín Yan QuirozDr. Edgar Fermín Yan Quiroz
Trujillo 2008Trujillo 2008

2. Dr. Edgar Yan Quiroz
 Se basa en las fuerzas osmolares
 OSMOLARIDAD:
N° de partículas de un soluto en la unidad de volumen (mOsm/L)
 En un compartimiento con mayor número de partículas de un soluto,
mayor osmolaridad.
 El agua se desplaza de un compartimiento de menor osmolaridad a uno de
mayor osmolaridad
REGULACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE LÍQUIDOS
INTRACELULARES A EXTRACELULARES
HH22OO
O O O
O O O
O O
O
O = Sodio
[Na] = N° Partículas  (mEq)
Volumen de agua (L)

3. Dr. Edgar Yan Quiroz
H20
X X X X
X X X X
X X
H2O
X X X
X X
X: Soluto
REGULACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE LÍQUIDOS
INTRACELULARES A EXTRACELULARES

4. Dr. Edgar Yan Quiroz
 El principal determinante de la osmolaridad es el SODIO (Na+
), por su
mayor concentración [ ]
 El Sodio se encuentra en mayor [ ] en LEC por la bomba Na+
/ K+
, llevando
a que K+
tenga mayor [ ] en L. Intracelular
 Otros solutos son GLUCOSA Y UREA
 La osmolaridad sérica: 280 – 290 mOsm/ L
2 x Na+ (*)
+ Glucosa + Urea
18 6
(*): Se multiplica x 2 por el ión CI – que lo acompaña
La Glucosa y Urea contribuyen sólo con 10 mOsm / L
OSMOLARIDAD DEL LÍQUIDO EXTRACELULAR

5. Dr. Edgar Yan Quiroz
OSMOLARIDAD EFECTIVA = 2 x [ Na+ ]
HIPERNATREMIA HIPEROSMOLARIDAD
HIPONATREMIA HIPOSMOLARIDAD
OSMOLARIDAD DEL LÍQUIDO EXTRACELULAR

6. Dr. Edgar Yan Quiroz
HH22OO
O O O
O O O
O O
O
[Na] = DISMINUYE (> volumen de agua)
DETERMINANTES DE LA CONCENTRACIÓN PLASMÁTICA
DE SODIO [Na+
]

7. Dr. Edgar Yan Quiroz
DETERMINANTES DE LA CONCENTRACIÓN PLASMÁTICA
DE SODIO [Na+
]
HH22OO
O O O
O O O
O O
O
[Na] = AUMENTA (< volumen de agua)

8. Dr. Edgar Yan Quiroz
Mecanismo de Acción de la Vasopresina
Formación de los Poros de Agua:
• Vasopressina
• 20
mensajero
• Acuaporinas
• Nuevos poros

9. Dr. Edgar Yan Quiroz
Mecanismo de acción de la vasopresina (ADH). Formación de poros para agua:
Vasopresina
Luz del túbulo
colector Célula del túbulo colector
(Células intercaladas)
Líquido
intersticial
medular
Vasa
recta
Receptor V2 de
Vasopresina
AMPc
Señal del 2do
mensajero
Vesículas de
almacenamiento
Poros de agua
Acuaporina - 2
H2O

10. Dr. Edgar Yan Quiroz
ESTÍMULOS : Osmolaridad Plasmática
SENSORES : Osmorreceptores Hipotalamicos
EFECTORES : H. Antidiurética ( ADH )
SED
SE AFECTA : Excreción de Agua
Ingesta de agua por sed
Regulación de la Osmolaridad

11. Dr. Edgar Yan Quiroz
Barrorreceptores del
Cayado Aórtico y del
Seno Carotídeo
HIPÓFISIS
Hipotálamo anterior:
Osmorreceptores
N. supraóptico
N. paraventricular
Adenohipófisis
Neurohipófisis
Orina:
• Decrece el flujo urinario
• ↓ Concentración.
ADH
Osmolaridad (mos/Kg): Rango normal 280 – 295 mos/kg
2 [ Na (mEq/litro)] + [ Glucosa (mg/dl)/18] + [ Urea (mg/dl)/2.8]
Núcleo del Tracto
Solitario
Cuando la osmolaridad plasmática y la volemia
envían estímulos contradictorios a los núcleos
supraópticos y paraventricular por ejemplo,
coexistencia de
↓ Osmolaridad (HIPONATREMIA) HIPOVOLEMIA
OSMORRECEPTORES hacen
más caso a la VOLEMIA
Osmolaridad ( [Na+
] )
Hipovolemia o ↓ PA
Regulación de la Osmolaridad

12. Dr. Edgar Yan Quiroz
HORMONA ANTIDIURÉTICA (ADH) Y EL BALANCE DE AGUAHORMONA ANTIDIURÉTICA (ADH) Y EL BALANCE DE AGUA
2. VOLUMEN CIRCULANTE EFECTIVO (VCE):
Deplección VCE
CONTROL DE SECRECIÓN:
1. ESTÍMULO OSMÓTICOS:
Hiperosmolaridad secreción ADH
Hipoosmoralidad secreción ADH
secreción

13. Dr. Edgar Yan Quiroz

14. Dr. Edgar Yan Quiroz
Mecanismo de Retroalimentación de la Mácula Densa para la autorregulación de la
presión hidrostática glomerular y la tasa de filtración de glomerular
Epitelio
glomerular
Membrana Basal
Túbulo Distal
Fibras
musculares lisas
Membrana
Elástica Interna
Arteriola
Eferente
Arteriola
Aferente
Células
yuxtaglomerulares
↓ Presión arterial
↓ Presión hidrostática
glomerular
↓ TFG
↑ Renina
↑ Angiotensina II
↑ Resistencia
Arteriolar Eferente
↓ Resistencia
Arteriolar Aferente
↑ Reabsorción
proximal de
NaCl
NaCl
↓ NaCl

15. Dr. Edgar Yan Quiroz
Mecanismo de Retroalimentación de la Mácula Densa para la autorregulación de la
presión hidrostática glomerular y la tasa de filtración de glomerular
Epitelio
glomerular
Membrana Basal
Túbulo Distal
Fibras
musculares lisas
Membrana
Elástica Interna
Arteriola
Eferente
Arteriola
Aferente
Células
yuxtaglomerulares
Presión arterial
Presión hidrostática
glomerular
TFG
↓ Renina
↓ Angiotensina II
↓ Resistencia
Arteriolar Eferente
Resistencia
Arteriolar Aferente
↓ Reabsorción
proximal de
NaCl
Presión
Presión

16. Dr. Edgar Yan Quiroz
Hormona
natriurética
auricular
Nodo
Sinoauricular
↓ Aldosterona
Vasodilatación
+
↑ Volumen
plasma
↓ Reabsorción de Na+
Cl-

17. Dr. Edgar Yan Quiroz
Músculo liso del
sistema renal vascular
Células yuxtaglomerulares
del aparato yuxtaglomerular
del riñon
Células de la mácula densa
del aparato yuxtaglomerular
del riñon
Corteza adrenal Arteriolas
sistémicas
Mecanismo Intrínseco Mecanismo Extrínseco
Vasodilatación de las
arteriolas aferentes
Induce la liberación de
sustancias vasoactivas
Mecanismo tubuloglomerular
de autorregulación
Mecanismo hormonal
(renina – angiotensina)
Control
neural
Mecanismo miógeno
Vasodilatación de las
arteriolas aferentes
Aldosterona
Túbulos renales
↑ Reabsorción de Na+
y H2O
↑ Volumen sanguíneo
y la PAS
Angiotensinógeno Angiotensina II
Vasoconstricción;
↑ resistencia periférica
↑ Presión arterial
sistémica
Renina
Barorreceptores en
vasos sanguíneos
de la circulación
sistémica
Sistema
nervioso
simpático
↓ Presión hidrostática glomerular
↓ Filtración glomerular
↓ Reabsorción de Na+
Cl-
↓ Na+
Cl-
que llega a
Presión arterial en los vasos sanguíneos renales
Incremento de la Tasa de Filtración Glomerular

18. Dr. Edgar Yan Quiroz
Efecto multiplicador del mecanismo de contracorriente
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300 200
200
200
200
400
400
400
300
300
300
300
200
200
200
200
400
400
400
400
400
400
400
200
200
200
200
400
400
400
400
400
400
400
400
300
400
La porción gruesa del
Asa de Henle, establece
un gradiente de
concentración de 200
mOsm/L.
300
300 400300
200
200
500400400
400
400
400
300
400
300
300 300
150
150350
350
300
300500
Por acción de la bomba de
Na+
, Cl-
y K+
Osmósis del H2OManteniendo la Porción gruesa del
Asa de Henle con el intersticio
medular una diferencia de 200
mOsm/L
El intersticio medular mantiene su
concentración de 400 mOsm/L
debido al TRANSPORTE continuo
de iones al exterior de la porción
del Asa de Henle Gruesa
Desde el Túbulo Proximal se
agrega un flujo añadido hacia el
asa de Henle
Esto hace que el líquido
HIPEROSMÓTICO previamente
formado en la rama descendente
CIRCULE hacia el asa ascendente
A
S
A
D
E
S
C.
A
S
A
A
S
C
E.
I
N
T.
M
E
D
U
L
A
R
Ese líquido HIPEROSMÓTICO
aumenta la osmolaridad en la
porción ascendente gruesa del
asa de Henle igualándose
Al mismo tiempo en la porción
descendente del asa de Henle
ocurre reabsorción del H2O que va
al intersticio medular
Por acción de la bomba de Na+
, Cl-
y K+
vuelve a salir
iones en la porción más inferior del asa ascendente

19. Dr. Edgar Yan Quiroz
6
4
2
0
800
200
0
1.2
0.6
0
Osmolaridad
(mOsm/L)
Flujo de orina
(mL/min)
Excreción urinaria
de solutos
(mOsm/min)
Ingestión de 1 L de H2O
Osmolaridad
urinaria
Osmolaridad
plasmática
Tiempo (minutos)
0 60 120 180
Diuresis Acuosa en un ser humano tras la ingestión de 1 litro de agua

20. Dr. Edgar Yan Quiroz
Formación de una orina diluida cuando los niveles de hormona Antidiurética (ADH) son
muy bajos
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
H2O
300
300
300
100 100
70
50
400
H2O
400 400
600600 600
300
CortezaMédula
Falta ADH
Falta ADH

21. Dr. Edgar Yan Quiroz
Corteza
NaCl
NaCl
NaCl
300
300 100
300
600
1200
600
H2O
600 600
1200
1200 1200
H2O
Médula
Formación de una orina diluida cuando los niveles de hormona Antidiurética (ADH) son
están elevados
NaCl H2O Urea
NaCl
H2O
Urea
300

22. Dr. Edgar Yan Quiroz
Recirculación de la urea absorbida desde el túbulo colector medular hacia el líquido
intersticial
Urea
Urea
Urea
4.5 4.5
7
15
30 30
300
550500
300
Corteza
Médula
Externa
Médula
Interna
Urea
H2O
Queda
Queda
Queda
Queda

23. Dr. Edgar Yan Quiroz
Cambios de la Osmolaridad de líquido tubular a su paso por los diferentes segmentos
del sistema tubular en presencia de niveles altos de ADH y ausencia de ADH
125 ml 44 ml
Túbulo
Proximal
Asa de
Henle
Túbulo
Distal
Túbulo y
Conducto
Colectores
Orina
SegmentodeDilución
Porciónterminaldeltúbulodistal
Cortical
Medular
Efecto de
la ADH
0.2 ml
Osmolaridad(mOsm/L)
25 ml

24. Dr. Edgar Yan Quiroz
Arteriola eferente
Capilar
peritubular
Cápsula
de Bowman
Arteriola aferente
NaCl NaCl
Na +
Soluto
Na +
H2O sigue
al soluto
A la circulación
venosa sistémica
Transporte pasivo de úrea
• Na+
es reabsorbido
• Soluto es reabsorbido
• H2O sigue al soluto
• ↑ [Úrea] en la luz tubular
• [Úrea] luz tubular es mayor que
LEC
• Difusión pasiva al LEC
H2O
Úrea Úrea
Menos soluto:
osmolaridad ↓
Volumen
disminuye pero
la cantidad de
Úrea no
cambia:
[Úrea] ↑
NaCl
Soluto
H2O
Úrea
Reabsorción:
Transporte Pasivo
Reabsorción:
Transporte Pasivo
Soluto
Soluto:
• Glucosa
• Aminoácidos
• Otros iones
• Vitaminas

25. Dr. Edgar Yan Quiroz
OSMOLARIDAD Y DENSIDAD URINARIA
 La osmolaridad urinaria es útil en valoración de hipernatremia o
hiponatremia.
 Puede relacionarse a densidad urinaria
Densidad Osmolaridad
1.000 0
1.010 350
1.020 700
 No útil cuando se eliminan moléculas pesadas: glucosa, manitol.

26. Dr. Edgar Yan Quiroz
DENSIDAD URINARIA
 No útil cuando se eliminan moléculas pesadas: glucosa, manitol.

27. Dr. Edgar Yan Quiroz
HORMONA SITIO DE ACCIÓN EFECTOS
Aldosterona
Túbulo distal
Túbulo colector
↑ reabsorción NaCl,
↑ reabsorción de H2O
↑ secreción de K+
Angiotensina II
Túbulo proximal
Porción gruesa ascendente del asa de Henle
Túbulo distal
Túbulo colector
↑ NaCl
↑ reabsorción de H2O
↑ secreción de H+
Hormona Antidiurética
Última porción del Túbulo distal
Túbulo y conducto colector
↑ Reabsorción de H2O
Péptido Natriurético atrial
Túbulo distal
Túbulo y conducto colector
↓ reabsorción de NaCl
Hormona Paratiroidea
Túbulo proximal
Porción gruesa ascendente del asa de Henle
Túbulo distal
↓ reabsorción de PO4
-
↑ reabsorción de Ca2+
Hormonas que regulan la Reabsorción Tubular

28. Dr. Edgar Yan Quiroz
AUMENTO EN LA CONCENTRACIÓN DE POTASIO EN EL LÍQUIDO
EXTRACELULAR ESTIMULA LA SECRECIÓN DE POTASIO
Concentración  4,1 mEq/l
Tres mecanismos:
a) Estimulación de la bomba ATP-asa sodio-potasio.
b) Incremento del gradiente de potasio entre el LEC y el interior
de las células
c) Aumento de la secreción de aldosterona

29. Dr. Edgar Yan Quiroz
ATP
Na+
K+
K+
Na+
K+
a) Estimulación de la bomba ATP-asa sodio-potasio.
Luz Tubular CapilarIntersticio
Renal

30. Dr. Edgar Yan Quiroz
ATP
Na+
K+
K+
Na+
K+
Luz Tubular CapilarIntersticio
Renal
b) Incremento del gradiente de potasio entre el LEC y el interior de las células
c) Estimulación la secreción de aldosterona

31. Dr. Edgar Yan Quiroz
 Concentración
plasmática de K+
 Ingestión de K+
 Secreción de K+ en
Túbulos colectores
corticales
 Excreción de K+
 Concentración
de Aldosterona
Principales mecanismos por los que una gran ingestión de K+
estimula al aumento de su excreción

32. Dr. Edgar Yan Quiroz
Concentración sérica de potasio (mEq/l)
Concentraciónplasmáticaaproximadade
aldosterona(mg/100mldeplasma)
Efecto de la concentración extracelular de K+ sobre la concentración plasmática de
aldosterona
70
60
50
40
30
20
10
3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
Los pequeños cambios de la
concentración de K+
Producen GRANDES cambios en la
CONCENTRACIÓN DE ALDOSTERONA

33. Dr. Edgar Yan Quiroz
30 60 90 120 150 180 210
4.8
4.6
4.4
4.2
4.0
3.8
Ingestión de potasio (mEq/día)
Concentraciónplasmáticadepotasio
(mEq/día)
Normal
El bloqueo del Sistema de retroalimentación de la aldosterona afecta
mucho al control de la concentración plasmática de potasio.
Efecto de los grandes cambios de la INGESTIÓN de K+
sobre la CONCENTRACIÓN
PLASMÁTICA DE ALDOSTERONA
Sistema de aldosterona
bloqueado

34. Dr. Edgar Yan Quiroz
Concentración extracelular de potasio
(mEq/l)
Excreciónurinariadepotasio
(nºdevecesconrespectoalonormal)
Aldosterona plasmática (n1 de veces con
respecto a lo normal)
Efecto de la concentración
extracelular de K+
Efecto de la Concentración Plasmática de Aldosterona y de la Concentración
Extracelular de K+
iónico sobre la excreción urinaria de K+
Efecto de aldosterona

35. Dr. Edgar Yan Quiroz
LA ACIDOSIS AGUDA REDUCE LA
SECRECIÓN DE POTASIO
ACIDOSIS: reduce la secreción de K+.
ALCALOSIS: incrementa la secreción de K+
Mediante la REDUCCIÓN de la BOMBA
ATPasa Sodio-Potasio y su difusión
pasiva a través de la membrana.

36. Dr. Edgar Yan Quiroz
Renina
Angiotensinógeno
Angiotensina I
ECA
Angiotensina II
↓ Flujo
sanguíneo
renal
+
Zona Glomerular
Aldosterona
T. colector
↑ Reabsorción de Na+
Cl-
↑ Reabsorción de H2O
↑ Secreción de K+
El Sistema Nervioso Simpático:
• Aumenta la liberación de Renina y
• La formación de Angiotensina II
El Sistema Nervioso Simpático:
• Produce Vasoconstricción de las
arteriolas con lo que disminuye la
excreción de Na+
(↓TFG)
• Aumenta la Reabsorción de Na+
en el
túbulo proximal y en la Porción
Gruesa del Asa de Henle

37. Dr. Edgar Yan Quiroz
ATPNa+
Cl-
Na+
Cl-
Luz Tubular
Célula PRINCIPAL de
Na+
K+
K+
• Reabsorción de Na+
Cl-
• Secreción de K+
Acción de la Aldosterona
Intersticio
Renal
Aldosterona
Na+
K+
Cl-
Enfermedad de Addison:
Retención excesiva de K+
plasmático
Intensa pérdida de Na+
Si falta ALDOSTERONA
El exceso de ALDOSTERONA Síndrome de Conn
(Tumor de
Suprarrenales)
Agotamiento de K+
plasmático
Retención de Na+
Última porción del Túbulo Distal
Túbulo Colector Cortical

38. Dr. Edgar Yan Quiroz
Célula INTERCALADA del
Túbulo Distal
ATP
Na+
K+
Na+
K+
Na+
Na+
H+
H+
Angiotensina
II
Acciones de la Angiotensina II
Indirectamente: Estimula la secreción de Aldosterona que, a su vez aumenta la reabsorción de Na+
Directamente: Reabsorción de Na+
Cl-
Secreción de H+
Luz Tubular

39. Dr. Edgar Yan Quiroz
Acciones de la Angiotensina II
↓ Presión Hidrostática en los Capilares Peritubulares
Capilar
peritubular
1
2
↑ Reabsorción Tubular Final, especialmente en los Túbulos Proximales
↑ Fracción de Filtración
↑ Concentración de Proteínas y Eleva la Presión Coloidosmótica en los
Capilares Peritubulares

40. Dr. Edgar Yan Quiroz
↓ Ca2+
plasmático
Glándula paratiroides
↑ Secreción de PTH
HUESO
↑ Resorción
Intestino
↑ Absorción de Ca2+
↑ Paratohormona plasmática
↑ Calcio plasmático↓ Fosfato plasmático
↑ Liberación de
calcio al plasma
↑ Excreción
urinaria de
fosfato
RIÑON
↑ Reabsorción
de calcio
↑ Formación de
1,25(OH)2D3
↓ Reabsorción
de fosfato
↑ 1,25(OH)2D3
plasmático
↓ Excreción
urinaria de Ca

41. Dr. Edgar Yan Quiroz
↓ Ca2+
plasmático
HUESO
Promueve la acción
de la PTH
↑ Calcio plasmático↑ Fosfato plasmático
↓ Excreción
urinaria de
fosfato
RIÑON
↑ Reabsorción
de calcio
↑ Formación de
1,25(OH)2D3
↑ Reabsorción
de fosfato
↑ 1,25(OH)2D3
plasmático
↓ Excreción
urinaria de Ca
↑ PTH
plasmática
↑ Actividad
1α-hidroxilasa
renal
INTESTINO
↑ Absorción de
calcio
↑ Absorción de
fosfato

42. Dr. Edgar Yan Quiroz
↑ Ca2+
plasmático
Células parafoliculares
↑ Secreción de calcitonina
HUESO
↓ Resorción
↑ Calcitonina plasmática
↓ Calcio plasmático↓ Fosfato plasmático
↓ Liberación de
calcio al plasma↑ Excreción
urinaria de
fosfato
RIÑON
↓ Reabsorción
de calcio
↓ Reabsorción
de fosfato
↑ Excreción urinaria
de calcio

43. Dr. Edgar Yan Quiroz