Fisiologia renal avanzado

1. ASA DE HENLE
Juan José García Bustinza
Nefrólogo Pediatra
HNERM-UPCH

2. Funciones del asa de Henle
• Creación del gradiente osmótico medular por el
mecanismo multiplicador de contracorriente.
• En la rama descendente: reab. del 40% del agua filtrada
• En la rama ascendente: reab. de 30-50% de Na, K, Ca y
Mg filtrados y 5% de bicarbonato.

3. Reabsorción de agua
• La resorción de sodio y agua es de la misma magnitud en
el túbulo proximal.
• Ambas sustancias se resorben en el asa de Henle. Sin
embargo, el asa es un sitio en el que se resorbe sal y se
deja agua en exceso en la luz de la nefrona.
• Ocurre resorción de sodio, pero no de agua, en el túbulo
contorneado distal.
• Se producen reabsorción de agua y sodio en el sistema
del conducto colector los varían de modo considerable de
acuerdo con diversos factores.

5. Reabsorción de agua
• El desplazamiento del agua puede
efectuarse por diversos medios:
• Difusión neta simple a través de la
bicapa lípida,
• Mediante acuaporinas que se
encuentran en las membranas
plasmáticas de las células
tubulares, y
• A través de las uniones apretadas
entre las células.
• Las membranas basolaterales de
las células renales son muy
permeables al agua: la osmolalidad
citosólica es similar a la del
intersticio circundante.
• La membrana luminal y las uniones
apretadas son los sitios en los que
la variabilidad es más grande.

6. Reabsorción de agua
• Capacidad de los riñones para producir orina hiperosmótica:
• El riñón humano puede producir una concentración urinaria
máxima de 1 400 mosm/kg en caso de deshidratación
extrema.
• La suma de urea, sulfato, fosfato, otros productos de desecho
y un número pequeño de iones que no son de desecho
excretados cada día promedian cerca de 600 mosm/día en
condiciones normales.
• Por este motivo el volumen mínimo de agua en el que esta
masa de solutos puede disolverse se aproxima a 600 mmol/1
400 mosm/L = 0.43 L/día.
• Este volumen de orina se conoce como pérdida obligatoria de
agua. No es un volumen, cambia según los estados
fisiológicos (aumento del catabolismo
tisular, ayuno, traumatismos).

7. HETEROGENEIDAD DE LA NEFRONA
Nefrona Cortical
o Superficial
(20-30%)
Nefrona Medial o
Intermedia
(60-70%)
Nefrona yuxtamedular o
profunda
(10-15%)

8. Nefronas Corticales y Yuxtamedulares
Corticales:
•Poseen Asa de Henle corta.
•Penetran poca distancia dentro de
la médula renal.
•Poseen una red capilar peritubular.
Yuxtamedulares:
•Ubicadas en el límite cortico-
medular
•Poseen Asa de Henle larga.
•Penetran en la médula, llegando
incluso hasta la pápila renal.
•Poseen una red capilar
especializada llamada Los Vasos
Rectos que corren en paralelo a las
asas de Henle.

9. ASA DE HENLE: REABSORCIÓN Y
SECRECIÓN
• Rama descendente es muy
permeable al agua y solutos
pequeños
• Rama ascendente gruesa es
muy permeable al sodio (se
reabsorbe un 25%) y
cloruro, pero no al agua
• Cotransportador destacado:
Na+/K+/2Clinhibible por
diuréticos como furosemida
o ácido etacrínico.

10. • Realizan 2 funciones principales:
1. Reabsorven 25-35% ClNa filtrado, principalmente en
ascendente grueso.
2. Reabsorven ClNa en exceso de agua, escencial para
la excreción de orina con osmolalidad diferente a la
del plasma.

11. Mecanismo de entrada de ClNa
• La entrada de ClNa en las porciones medular, cortical del
segmento ascendente grueso se produce principalmente
a traves de:
Transportador Na+-K+-2Cl- en la membrana luminal
 Transportador pasivo.
 Obtiene la energia indirectamente por la bomba
ATPasa de Na.

12. Na/K
ATPasa
3Na+
2K+
Na+
CAPILARES PERITUBULARESCÉLULA DEL SEGMENTO ASC GRUESO
2Cl-
K+
LUZ TUBULAR
K+ Cl-
Na+
Ca++
Mg++
+ -

14. Papel en el equilibrio ácido-base
• El segmento medular grueso también contribuye a la
regulación del equilibrio A-B.
• Se reabsorve la mayoría de HCO3 no reabsorvido por el
TCP.
• También reabsorve NH4+, si este sustituye al K+ en el
cotransportador de Na-K-2Cl.

15. Ammonia transport along the various renal epithelial segments.
Weiner I D , Verlander J W Am J Physiol Renal Physiol
2011;300:F11-F23
©2011 by American Physiological Society

16. Ammonia transport in the proximal tubule.
Weiner I D , Verlander J W Am J Physiol Renal Physiol
2011;300:F11-F23
©2011 by American Physiological Society

17. Ammonia reabsorption in the TAL.
Weiner I D , Verlander J W Am J Physiol Renal Physiol
2011;300:F11-F23
©2011 by American Physiological Society

18. Model of collecting duct ammonia secretion.
Weiner I D , Verlander J W Am J Physiol Renal Physiol
2011;300:F11-F23
©2011 by American Physiological Society

19. Reabsorción de Bicarbonato
• Este bicarbonato, si no fuera recuperado a lo largo de la
nefrona, se perdería por la orina. Esa pérdida masiva
provocaría una profunda acidosis metabólica.
• El túbu!o proximal recupera aproximadamente el 85% del
bicarbo-nato filtrado.
• El 15% restante se recupera en su mayor parte en la
rama ascendente del asa de Henle

22. Papel en la excreción de calcio urinario
• El calcio se reabsorve de forma pasiva en el segmento
ascendente grueso, siguiendo el gradiente luz positivo
creado por la reabsorción de Na.

29. Intrarenal localization and roles of the calcium-sensing receptor (CaSR).
Riccardi D , Brown E M Am J Physiol Renal Physiol
2010;298:F485-F499
©2010 by American Physiological Society

30. Reabsorción tubular de Ca, P y Mg

31. Reabsorción pasiva de Na e hipoxia
medular
• La medula renal es particularmente suceptible al daño
cuando la perfusión renal esta deteriorada.
• En respuesta a la isquemia renal, el segmento
ascendente disminuye el transporte del ClNa por la
actividad reducida del Na-K-2Cl, para conservar la
viabilidad celular.

33. Transporte en el segmento cortical
ascendente grueso
• Mediado por Na-K-2Cl.
• Tiene mayor importancia en la reabsorción de
Ca+2, Mg+2.

34. Scheinman SJ, Guay-Woodford LM, Thakker RV, Warnock DG. Genetic disorders or renal
electrolyte transport. N Engl J Med Vol. 340, No. 15. (15 April 1999), pp. 1177-1187

35. Scheinman SJ, Guay-Woodford LM, Thakker RV, Warnock DG. Genetic disorders or renal
electrolyte transport. N Engl J Med Vol. 340, No. 15. (15 April 1999), pp. 1177-1187

36. MECANISMO DE
CONTRACORRIENTE

37. • El fluido que abandona el TCP es isosmótico con
respecto al plasma.
• Sin embargo la excreción de la orina isosmótica no es
adecuada para mantener los requerimientos
homeostáticos del organismo.
Sobrecarga hídrica Hiposmótica
Restricción hídrica Hiperosmótica.
La formación de orina diluida o concentrada se realiza por el
MECANISMO DE CONTRACORRIENTE, que afecta al asa de
Henle, tubo colector cortical y medular.

38. Multiplicación Contracorriente
• El proceso por el cual la osmolalidad intersticial en la
médula se incrementa desde 285 a 900-1400, se
denomina MULTIPLICACION CONTRACORRIENTE
• Un factor escencial de la MC: diferente permeabilidad,
distintas características de transporte.

39. La eficacia del MC varía directamente con la
longitud del segmento ascendente grueso.
• Segmento
Descendente
Permeable al agua
En menor grado a ClNa y Urea
• Segmento
ascendente
Impermeable al agua
Mayor reabsorción de ClNa

42. Permeabilidad del asa de Henle y nefrona distal
a ClNa, urea y agua.
Sección ClNa Urea Agua
Basal ADH
Segmento descendente
Segmento ascendente
Porción fina
Porción gruesa
Túbulo distal y seg colector
Túbulo colector cortical
Túbulo colector medular
Externo
Interno
+
++
+
+- ++ ++
++
++
++

43. Generación de la hiperosmolalidad medular
intersticial
• El primer y principal paso en la multiplicación
contracorriente es el trasporte de ClNa desde el
segmento ascendente del asa de Henle hacia el
intersticio

44. 285
285
285 285
285 285
285 185385
385285 185
385 385 185
385 385 185
Transporte de ClNa
Difusión pasiva de H20
1 2 3

45. El resultado es la creación de un gradiente
osmótico entre el segmento ascendente y el
descendente con el intersticio

46. • Cuando la orina fluye a través de los túbulos y el
transporte de ClNa continua, el paso inicial se ve
multiplicado, lo que genera una osmolalidad intersticial
mucho más elevada.
• A cualquier nivel a lo largo del asa de Henle, se puede
establecer un gradiente de [ ] de 200 mosml/kg entre les
segmentos ascendente y descendente del asa de Henle
mediante el transporte de NaCl.

47. Medula
Corteza
Intersticio
Asa de Henle Tubo colector
Papila
Uosm=1200 mosml/kg
285
400
600
800
1000
1200
400
600
800
1000
1200
200
400
600
800
400
600
800
1000
1200
ADH
elevada
Transporte de ClNa
Difusión pasiva de H2O

48. • La osmolalidad del fluido tubular que deja el segmento
ascendente es hipoosmótico con respecto al plasma.
• Los TC son permeables al agua (ADH) la orina se
equilibra con el intersticio y se excreta una orina
concentrada.
La osmolalidad final de la orina viene
determinada en mayor medida por la
permeabilidad al H20 de los TC y no por lo que
sucede en el asa de Henle.

49. Reabsorción de ClNa en el segmento
ascendente delgado
• La reabsorción del ClNa es principlamente pasiva.
1. Reabsorción activa de ClNa en el asa asc gruesa
2. En presencia de ADH, hay absorción de agua
[ ] urea difunde al intresticio TC medular
3. Osmolalidad intersticial en el extremo papilar
1200mosml/kg

50. 4. En el segmento descendente existe un mov de H2O
por aquaporina 1 [ ] de Na en 4 veces en el fluido
tubular Difusión pasiva del ClNa fuera del segmento
ascendente delgado
El efecto final es la reabsorción de ClNa
sin agua y la de la osmolalidad del
fluido tubular, ambos necesarios
para el Mecanismo Contacorriente

59. Intercambio contracorriente: vasa recta
• Mantienen el equilibrio de concentración en la médula,
mediante el retorno del ClNa y el H2O reabsorvidos en
asa ascendente y en el tubo colector a la circulación
sistémica.
• Desempeña un papel integral en el mantenimiento del
gradiente osmótico medular.

65. RESUMEN
1. El mecanismo de contracorriente permite al
riñon excretar una orina con una osmolalidad que varía
en el hombre de 50 a 900-1200.
2. El acontecimiento principal en este proceso
es el transporte activo de ClNa fuera del segmento
ascendente grueso al interstico medular.

66. 3. Provocar una MC, donde se crea un gradiente
osmótico medular que alcanza su máximo en el
extremo papilar.
a. La orina isoosmótica liberada en el TCP se convierte
en hiperósmotica en el segmento descendente por
salida de H2O equilibrar con el intersticio
medular.
b. Después se hace hipoosmótica en el seg asc por
reabsorción de ClNa sin agua.

67. c. La osmolalidad de la orina se determina en
los TC dependiendo de la ADH.
ADH Orina concentrada
No ADH Orina diluida

69. Papel de la Urea
• Casi la mitad de la osmolalidad presentes en el extremo
papilar es debido a la úrea.
• La elevada [ ] de urea es x difusión por un gradiente de
[ ] favorable desde el TC de la médula al intersticio.

70. Transporte de urea
• Producto final del metabolismo de proteínas pero a su
vez regula la excreción de agua
• Los aminoacidos se degradan en una porción de resto
carbohidrato y una nitrogenada amonio la cual es
metabolizada a urea en el hígado
• El riñón tiene que eliminar más de lo que el hígado
sintetiza

71. Transporte de urea

74. LA ÚREA
Se concentra en la parte superior del tubo
colector (médula externa), impermeable a la
urea.
Se reabsorbe en la parte inferior del tubo
colector (médula interna).
(Estos cambios son controlados por ADH)
Se recicla en la médula interna donde se añade
al gradiente osmótico.

75. .
Schrier R W JASN 2006;17:1820-1832
©2006 by American Society of Nephrology

77. Recordando
• La resorción de la mayor parte del agua filtrada, aniones
y contenido osmótico se vinculan con la resorción activa
de sodio
• La gran mayor parte del volumen filtrado se resorbe de
manera isoosmótica en TCP, y es dependiente de la
resorción activa de sodio
• La capacidad para generar orina de osmolalidad variable
depende de la separación entre la sal y el agua en los
segmentos diluyentes.

78. Recordando
• La resorción de agua mas allá del asa de henle es
variable y depende del estado de hidratación.
• ADH determina si el liquido hipoosmótico se excrete
como tal o su mayor parte se resorba.
• El gradiente osmótico medular depende de: a) dilución
por la rama gruesa ascendente, b) recirculación de la
urea, y c) flujo de sangre a bajo volumen a
contracorriente por los vasos rectos.

79. DEPURACIÓN DE AGUA
Es el agua eliminada del plasma que está libre de
partículas osmóticamente activas.
Dep H2O = Vu - Dep Osm
Dep Osm = Vu x Uosm
Posm
Dep H2O = Vu - Vu x Uosm
Posm
Donde: Vu = volumen de orina /tiempo
Vosm = osmolaridad urinaria
Posm = osmolaridad plasmática

80. DEPURACIóN DE AGUA
“Es el agua libre de solutos que debe ser
agregada a, o eliminada de la orina para que
sea ISOSMOTICA con respecto al plasma.
Si la exc. De agua ==> DEP. Agua (+)
“se elimina agua”
Si la exc. De agua ==> DEP. Agua (-)
“se conserva agua”

81. Factores que disminuyen excreción renal de
agua libre
Generación disminuida de agua libre en el asa de Henle y
tubuli distal.
• Disminución del flujo a éstos segmentos: depleción del
volumen circulante efectivo; insuficiencia renal.
• Inhibición de la reabsorción de ClNa por uso de
diuréticos.

84. Poliuria
• Determinar el aclaramiento de agua libre si es positiva
(osmolaridad urinaria menor que la osmolaridad plasmática), la
poliuria será de origen acuoso
• Si es negativa (osmolaridad urinaria mayor que la osmolaridad
plamática), será de origen osmótico
• Los 1200 a 1400 mosm/L de máxima concentración a nivel de
la médula renal se debe 50% a urea y 50% a la concentración
urinaria de sodio y potasio a nivel del intersticio medular, por lo
que al perder urea podría disminuir hasta 600mosm/L
• El wash out medular debido a la disminución de la capacidad
de concentración urinaria por pérdida de urea origina que se
requiera el doble de agua para eliminar la misma cantidad de
solutos

86. Importancia del Potasio
• Es el principal catión intracelular
• Principal responsable de la osmolaridad intracelular
• Es necesario para mantener la integridad de los
ribosomas y estimular selectivamente la incorporación de
aa en las cadenas polipeptídicas

87. Importancia del Potasio
• El potencial de reposo de la célula depende en gran parte
de la concentración intra-(150 mEq/L) y extracelular (4-5
mEq/L) de K+ y en condiciones de desequilibrio de K+ la
función celular se altera.

88. Importancia del Potasio
• El potencial de reposo de la membrana es generado en
gran parte por la difusión del K+ celular hacia el espacio
extracelular y a favor de un gradiente de concentración.
• Debido a que el K+ posee carga positiva, su difusión
carga negativamente el interior de la célula con respecto
al exterior.

89. Alteraciones en el potencial de membrana

90. Distribución del potasio corporal
• El cuerpo contiene de 3,000 a 4,000 mEq de K+ (50 a 55
mEq/kg de peso corporal)
• El potasio extracelular comprende 5,5 meq/Kg de los
cuales 4 meq/Kg (7.6%) son del hueso y solo 0.4% esta
en el plasma
• El 95% del potasio es intercambiable

92. NEJM Vol 339, No.7, 1998HOMEOSTASIS DEL POTASIO

93. Manejo renal del potasio
• El K plasmático se filtra libremente en el glomérulo
• La mayor parte del K filtrado es reabsorbido en el túbulo
proximal y el asa de Henle.
• El K es secretado hacia el filtrado en el túbulo distal y el
túbulo colector.

94. Summary of tubular potassium transport
Transport Normal- or high-
potassium diet
Low-potassium diet or
potassium depletion
Proximal tubule Reabsorption (60–80%) Reabsorption (55%)
Thick ascending limb Reabsorption (5–25%) Reabsorption (30%)
Distal convoluted tubule Secretion Reabsorption
Principal cells, connecting
tubule, and cortical
collecting duct
Substantial secretion
(>15%)
Little secretion
H-K-ATPase-containing
intercalated cells, cortical
collecting duct
Reabsorption (10%) Reabsorption (10%)
H-K-ATPase-containing
cells, medullary collecting
duct
Reabsorption (5%) Reabsorption (5%)

95. Renal K+ handling
Unwin, R. J. et al. (2011) Pathophysiology and management of hypokalemia: a clinical perspective
Nat. Rev. Nephrol. doi:10.1038/nrneph.2010.175

96. Canales de potasio