Fisiología del Sistema Nefrourinario. Formación de la Orina

1. IV.2.- Papel Homeostático del Sistema
Urinario
Formación de la orina por el riñón: reabsorción, secreción,
transporte activo y absorción
Regulación del equilibrio ácido-base
Regulación renal del volumen sanguíneo
El control de la presión arterial: sistema renina-angiotensina
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2. • Los fluidos corporales.
– Formación de la orina por el riñón: reabsorción,
secreción, transporte activo y absorción .
– Flujo sanguíneo renal y filtración glomerular.
– Presiones hidrostáticas y coloidales.
• Regulación del equilibrio ácido-base
– Regulación respiratoria, control renal de la
concentración de hidrogeniones.
– Alteraciones clínicas del equilibrio ácido-base.
• Regulación renal del volumen sanguíneo
– Mecanismos de regulación del equilibrio hídrico.
– El control de la presión arterial: sistema renina-
angiotensina.
– La sed.
Objetivos de aprendizaje
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3. Anatomía funcional de la nefrona, overview
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4. Cápsula y Glomérulo
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• La membrana filtrante
contiene
• Endotelio fenestrado
(glomérulo)
• Lamina densa
• Poros de filtración
(podocitos)
• Control del flujo sanguíneo
• A cargo de las células
mesangiales
• Controlan tanto el diámetro
como el flujo sanguíneo en
los capilares

5. La Filtración en el Corpúsculo
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• Filtración
• Depende de la presión sanguínea, tamaño y
carga
• Solutos grandes como las proteínas
plamáticas, no son filtradas gracias a la
“lamina densa” y “filtration slits”
• Las células sanguíneas tampoco
• La filtración en el corpúsculo
• Es pasiva
• Los solutos que entran en la cápsula son
• Desechos metabólicos
• Exceso de iones
• Glucosa, ácidos grasos, aminoácidos, y
vitaminas

6. Tasa de Filtración Glomerular
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• Glomerular Filtration Rate (GFR)
• Producido por los riñones por minuto
• El glomérulo genera 180 l de filtrado
diario
• 99% es reabsorbido
• Media: 125 mL/min
• El 10% que llega a los riñones sale de la
sangre y llega al tubo contorneado
• Aclaramiento de creatinina
Fuerzas que causan el filtrado glomerular

7. Reabsorción
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• Reabsorción: Recuperar sustancias útiles
del filtrado
• Los capilares peritubulares reabsorben
• Agua e Iones
• Glucosa y Aminoácidos
• La mayor parte es activa
• La mayor parte sucede en el tubo
contorneado proximal
• No reabsorbidos
• Productos de desecho nitrogenados
• Urea (protein) & Uric Acid (nucleic acid)
• Creatinine: creatine metabolism in muscles

8. No Reabsorbidos??
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• Urea
• About 50 g of urea are filtered per day, of which
approximately 25–40 g are excreted in the
urine
• is freely filtered
• 50% are reabsorbed in the proximal tubule with
the reabsorption of water (solvent drag)
• Urea is secreted in the thin ascending limb of
Henle loop
• In the collecting ducts, urea is reabsorbed
together with water
• If the absorption of urea (and water) is stopped in the
collecting duct, the osmolarity of the medulla
decreases and the concentration mechanisms
collapse.
• Uric acid
• is filtered completely
• is partially absorbed in the proximal tubule.
• is secreted in the proximal tubule.
• Uric acid is only slightly soluble in water and easily
precipitates out of solution forming needlelike crystals of
sodium urate. These
– contribute to the formation of kidney stones;
– produce the excruciating pain of gout when deposited
in the joints.
• Curiously, our kidneys reclaim most of the uric acid filtered
at the glomeruli. Why, if it can cause problems?
– Uric acid is a potent antioxidant and thus can protect
cells from damage by ROS.
– The concentration of uric acid is 100-times greater in
the cytosol than in the extracellular fluid. DANGER
Hypothesis.
– Mammals than apes have an enzyme — uricase — for
breaking uric acid down into a soluble product. A
predisposition to gout is our legacy. So the risk of
kidney stones and gout may be the price we pay for
these protections.

9. Secreción
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• Secreción: Eliminar
sustancias de desecho,
toxinas y otros solutos
• Secreción tubular
• Reabsorción contrasentido
• Del capilar a los túbulos
• H+ and K+
• Creatinina

10. Características de la orina
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11. Características de la orina
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• Diuresis: 1.0 a 1.8 litros de orina
• La orina y el filtrado se diferencian en
– El filtrado es como el plasma a excepción de las proteínas
– La orina es el resultado de reabsorver del filtrado la mayor parte del agua,
nutrientes e iones
– La orina contiene abundantes compuestos nitrogenados de desecho
• El pigmento urocromo tiñe de amarillo la orina
• Es estéril
• Ligeramente aromática
• pH = 6, [4,5-8,0]
• Densidad de 1.001 a 1.035

12. Composición de la orina
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• Solutos que se hallan en condiciones normales
• Sodio y potasio
• Urea, ácido úrico y creatinina
• amonio
• Iones bicarbonato
• Solutos que NO se hallan en condiciones normales
• Glucosa
• Proteínas, aas
• hematíes
• Hemoglobina
• leucocitos
• Bilis
Umbral Renal
•Glucosa
–180 mg/dL
–Glicosuria
•Aminoácidos
–65 mg/dL
–Aminoaciduria

13. Equilibrio hídrico, electrolitos y ácido-base
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• La composición de la sangre
depende de:
• Dieta
• Metabolismo celular
• Formación de orina
• El vínculo entre agua y sal
• Los solutos del organismo incluyen
electrolitos como iones sodio, potasio y
calcio
• Cambios en el equilibrio iónico hace que el
agua se mueva de un compartimento a otro
• Altera el volumen sanguíneo y la presión
sanguínea
• Modifica la actividad celular

14. Mantenimiento del equilibrio hídrico
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15. Mantenimiento del equilibrio hídrico
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• La sed es la respuesta fisiológica
para tomar agua
• Si se bebe demasiada agua se
producirá una orina diluida.
Poliuria y polidipsia
• Si se pierde agua se producirá una
orina más concentrada
• Independientemente, las
cantidades de los electrolitos
serán la adecuadas para la
homeostasia
• Osmoreceptores
– Células del hipotálamo
– Reacciona a cambios en la
concentración sanguínea,
aumentando su actividad

16. Regulación de la reabsorción y secreción
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• Aldosterona
• Hormona producida por la corteza
suprarenal
• Controla el flujo de iones (bombas y
canales)
• Estimula la síntesis de las bombas
• En el contorneado y tubos colectores
• Reduce la pérdida de Na+ en la orina
• Hipokalemia
• Se produce si se estimula la aldsoterona
prolongadamente
• Peligroso para la contractilidad muscular
• Alcalosis
• Efectos prolongados de la aldosterona
• Estimula la secreción de protones
• Vasopresina, argipresina o
hormona antidiurética (ADH)
• Regula la retención de agua en
casos de deshidratación; concentra
la orina.
• Péptido Natriuretico (ANP and
BNP)
• Acción opuesta a la aldosterona
• Hormona paratiroidea y calcitrol
• Regula la reabsorción en los tubos
contorneados y por ende la
concentración

18. Sistema renina-angiotensina
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• Mediado por el aparato
yuxtaglomerular de los túbulos
renales
• Al detectar baja presión se
libera a la sangre renina
• Renina produce angiotensina II
• Angiotensina causa
vasconstrición y liberación de
aldosterona
• Resulta en un aumento del
volumen sanguíneo y un
aumento de la presión arterial

19. Effectos de la Angiotensina II
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1. Constricción del músculo liso arterial
2. Estimula la reabsorción de Na+
– En los túbulos renales
– Que se libere aldosterone
3. Estimula a nivel hipotalámico
– la liberación de ADH
– activa el centro de la sed
4. Constricción de la arteriola aferente,
disminuyendo la presión hidrostática
5. Induce la contracción de la células
mesangiales disminuyendo el área
efectiva de filtración

20. Otros factores que afectan a la GRF
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• Prostaglandin E2
– Vasodilator that counteracts
vasoconstriction by norepinephrine
and angiotensin II
– Prevents renal damage when
peripheral resistance is increased

21. Visión
General
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Stretch of smooth
muscle in walls of
afferent arterioles
Blood pressure in
afferent arterioles; GFR
Vasodilation of
afferent arterioles
GFR
Myogenic mechanism
of autoregulation
Release of vasoactive
chemical inhibited
Intrinsic mechanisms directly regulate GFR despite
moderate changes in blood pressure (between 80
and 180 mm Hg mean arterial pressure).
Extrinsic mechanisms indirectly regulate GFR
by maintaining systemic blood pressure, which
drives filtration in the kidneys.
Tubuloglomerular
mechanism of
autoregulation
Hormonal (renin-angiotensin)
mechanism Neural controls
SYSTEMIC BLOOD PRESSURE
GFR
Macula densa cells
of JG apparatus
of kidney
Filtrate flow and
NaCl in ascending
limb of Henle’s loop
Targets
Granular cells of
juxtaglomerular
apparatus of kidney
Angiotensinogen Angiotensin II
Adrenal cortex Systemic arterioles
(+) Renin
Release
Catalyzes cascade
resulting in conversion
(+)
(+)
(+)
Kidney tubules
Aldosterone
Releases
Targets
Vasoconstriction;
peripheral resistance
Blood volume
Na+ reabsorption;
water follows
Systemic
blood pressure
(+)
(+)
(–)
Increase
Decrease
Stimulates
Inhibits
Baroreceptors in
blood vessels of
systemic circulation
Sympathetic
nervous system
(+)
(–)
Vasodilation of
afferent arterioles

22. Regulación cardiovascular
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23. Factores que determinan la presión arterial
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24. Equilibrio ácido-base en la sangre
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• Entre 7.35 y 7.45
– Alcalosis—pH >7.45
– Acidosis—pH <7.35
• Muchos de los iones provienen
del metabolismo celular
• Ácidos corporales
– Ácido fosfórico, láctico, grasos
– El dióxido de carbono genera ácido
carbónico
• Control
– Riñones
– Tampones en sangre
– Respiración

25. The Bicarbonate Buffer System
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• Mixture of carbonic acid (H2CO3) and sodium bicarbonate (NaHCO3)
• Carbonic acid is a weak acid that does not dissociate much in neutral or
acid solutions
• Bicarbonate ions (HCO3–) react with strong acids to change them to weak
acids
• HCl + NaHCO3  H2CO3 + NaCl
strong acid weak base weak acid salt

26. Respiratory System Controls of Acid-Base Balance
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• Carbon dioxide in the blood is converted to bicarbonate ion and
transported in the plasma
• Increases in hydrogen ion concentration produces more carbonic acid
• Excess hydrogen ion can be blown off with the release of carbon dioxide
from the lungs
• Respiratory rate can rise and fall depending on changing blood pH

27. Renal Mechanisms of Acid-Base Balance
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• Excrete bicarbonate ions if needed
• Conserve (reabsorb) or generate new bicarbonate ions if needed
• When blood pH rises
– Bicarbonate ions are excreted
– Hydrogen ions are retained by kidney tubules
• When blood pH falls
– Bicarbonate ions are reabsorbed
– Hydrogen ions are secreted
• Urine pH varies from 4.5 to 8.0

28. Tablas Interesantes
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29. Tablas Interesantes
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30. Tablas Interesantes
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31. Tablas Interesantes
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32. Tablas Interesantes
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