FGU_Fisiologia_Renal_3 (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Lleida (UdL)
Grado Medicina - 2º curso
Asignatura Aparells Digestiu i Genitourinari
Año del apunte 2016
Páginas 9
Fecha de subida 12/09/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

Mecanisme contracorrent: https://www.youtube.com/wat ch?v=XbI8eY-BeXY Els següents esquemes mostren el funcionament del mecanisme de contracorrent: 1.  El  túbul  i  l’interstici  estan  en  equilibri osmòtic.
2. El segment ascendent allibera clorur  sòdic  de   l’interior del túbul, de manera que l’interstici  guanya osmolaritat. A més, com que el segment descendent és permeable a l’aigua,  aquest perd aigua i la concentració augmenta.
3. Aquest sistema no és estable sinó que hi ha una circulació: es comença a tenir líquid concentrat en el segment ascendent.
4.  Es  repeteix  l’esquema 2:  s’allibera  clorur sòdic en el líquid concentrat del segment ascendent. En conseqüència, a la regió més propera a la punta surt aigua i en la part més superior surt solut.
5. Es torna a desplaçar el líquid.
Seguint  l’esquema,  per tant, es pot observar que la part inferior és més concentrada que la superior perquè, tot i expulsar solut, el líquid que hi arriba és més concentrat que  el  que  arriba  a  la  part  superior  (on  també  s’expulsa  solut).
Com   ja   s’ha   esmenat   anteriorment,   si   s’inhibeix   el   transportador de sodi, potassi i clorur, no es manté el gradient i, per tant, no es  té  capacitat  de  concentrar  l’orina  (el   pacient tindria poliúria).
Nota. És important tenir en compte que no totes les nefrones tenen el mecanisme de circulació contracorrent.
En el mecanisme de contracorrent els vasos sanguinis hi juguen un paper molt important: la circulació sanguínia va en sentit invers al moviment del fluid tubular; és a dir, la sang, a través dels capil·lars peritubulars, comença al glomèrul, passa per sobre del   TCP   i   després   se’n   va   a   buscar   el   túbul   col·∙lector   d’on   descendeix   i   després   ascendeix.   Això   s’anomena   contracorrent, i és important perquè es mantingui el gradient cortico-medul·lar.
Aquests vasos sanguinis es coneixen com a vasa recta ja que han de ser molt lineals respecte la nansa de Henle.
Si  l’aigua  surt  del  túbul  col·∙lector  cap  a  l’interstici,  el  primer   que hauria de passar és que es perdés osmolaritat, però això no és així gràcies al mecanisme contracorrent, el qual permet   que   l’aigua   que   entra en aquest espai sigui captada pels vasa recta (deixa entrar aigua i no permeten   diluir   l’osmolaritat   de   l’exterior). Nota. Els soluts no poden entrar als vasa recta; procés imprescindible per a la  concentració  d’orina.   La llargada de la nansa de Henle és variable: com més llarga és la nansa de Henle, més gradient osmòtic. Per aquest motiu, els animals que ho necessiten aconsegueixen concentrar molt l’orina   gràcies   a   la presència de nanses de Henle extremadament llargues: és el cas dels animals que habiten al desert ja que no es poden permetre la  pèrdua  d’aigua (poden concentrar   el   doble   l’orina   que   nosaltres,   fins   a   uns   2000mOs/L). Nota. Aquests animals també presenten mecanismes per evitar la litiasi (ja que quan fan pedres, són pedres molt grans).
Nota. Quan al ronyó li falta sang, les primeres cèl·lules que moren són les inferiors (a la punta de la nansa de Henle) de manera que l’orina  és  molt  més  diluïda.   A termes globals, el mecanisme contracorrent es   tracta   d’un   procés actiu, ja que es necessita ATP per aconseguir que el sistema  funcioni  (l’ATPasa  Na/K).   Nota. En la imatge es representen els túbuls col·lectors, nanses de Henle i vasa recta.
- Reabsorció de Ca i Mg: Una altra funció de la nansa de Henle és la reabsorció de calci i magnesi, la qual té lloc fonamentalment gràcies a la via   paracel·∙lular.   D’aquesta   manera   el calci i el magnesi poden   entrar   a   través   d’unes proteïnes de les unions intercel·lulars (tant en la part ascendent com descendent) anomenades paracellines. Així doncs, si un pacient té un dèficit de paracellines tindria hipocalcèmia i hipercalcinúria.
El  procés  d’entrada de calci està molt relacionat amb els nivells de potassi que tenim en la llum tubular, ja que, de fet, la força per fer entrar aquests ions depèn de la quantitat  de  potassi  que  surt  de  l’interior de la cèl·lula a la llum. El canal de potassi encarregat de fer això s’anomena   ROM K+. Així doncs, el potassi que ha entrat per la baso-lateral a través de l’ATPasa  Na/K  és capaç de sortir per la luminal (ROM K+), i això permet: - Aportació de potassi necessària pel bon funcionament del co-transportador electroneutral NKCC.
- La quantitat de calci i magnesi que es pot reabsorbir no és prou alta, de manera que la sortida de potassi fa que el calci i el magnesi puguin entrar per càrregues   positives:   el   fet   que   surti   potassi   fa   que   l’espai   luminal   estigui   carregat positivament, és a dir, el ROM K és un electrogenerador.
Si es té un excés de calci en sang, interessa reabsorbir menys calci. En conseqüència, el CaSR regula negativament aquests processos per   mitjà   d’AMPc   i   eicosanoides; és a dir, al final fa que surti menys potassi i es pugui perdre més calci per orina (menys reabsorció).
Per tant, si CaSR no funcionés es tindria hipercalcèmia i hipocalcinúria.
- Túbul contornejat distal: Aquesta porció de la nefrona acaba de fer reabsorció de clorur sòdic (5%) i té capacitat per reabsorbir calci i magnesi però no per via paracel·lular, sinó per via transcel·lular a través de dues proteïnes: - Canal TRPV5: és un canal de calci regulat per la parathormona. La parathormona estimula a l’alça  els  nivells  de  TRPV5,  ja  que  actua  quan  hi ha un dèficit de calci per impedir  que  aquest  s’elimini per via renal. Aquest canal de calci està acoblat a un contra-transportador de Ca/Na de la baso-lateral: s’intercanvia   una   molècula   de   calci per 3 de sodi.
- Canal TRPM6: el magnesi fa el mateix que el calci: aquest canal TRPM6 permet l’entrada   de magnesi cap   a   l’interior.   Al   igual   que   el   calci,   el   magnesi   surt per bescanvi amb sodi a la baso-lateral.
Destaca també el canal de cotransport de sodi/clorur (canal codificat pel gen SCL123A), que s’acompanya  de  sortida  de  sodi  a  través de la baso-lateral i sortida de clorur a través de la baso-lateral.
Aquest canal és una diana terapèutica d’un seguit de diürètics (tracten excés de volum de   l’organisme). A l’inhibir el co-transportador, queda més sodi i clorur a la llum tubular, els quals aniran  acompanyats  d’aigua.  Però, en aquesta zona, la permeabilitat d’aigua  és  molt  baixa (relativament impermeable), ja que les unions intercel·lulars són fortes. Aquest fet provoca també que a l’inhibir  l’acció  del  cotransport,  s’impedeixi  la   posterior  recuperació  d’aigua,  és  a  dir,  s’impedeix  que  més endavant el sodi i el clorur siguin usats per transport aquós.
Si hi ha una activació excessiva del canal, hi haurà un dèficit de diüresi, i en termes de sodi, els nivells estarien augmentats: si  augmenten  els  nivells  de  sodi  en  l’organisme  i   aquest  s’acompanya  d’aigua,  hi  haurà  hipertensió.   Contribueix també a la reabsorció de calci, que és inversament proporcional a la reabsorció de sodi: com més calci es reabsorbeix, menys sodi es reabsorbeix, i viceversa. Això és així per l’equilibri existent entre les dues proteïnes: canal de calci TRPV5 en la luminal i un co-transportador calci/sodi en la baso-lateral.
Si s’inhibeix  l’anti-transport baso-lateral Na/Ca, hi haurà: - Hipocalcèmia, fet equivalent a un hipoparatiroïdisme (tot i que probablement els nivells de PTH estarien elevats, fet que   s’anomena   pseudohipoparatiroïdisme).
- Hipernatrèmia.
- HTA.
- Túbul col·lector: Aquests  túbuls  col·∙lecten  tot  el  fluid  que  s’està  produint  en  les  diferents  nefrones.  En   el túbul col·lector es poden diferenciar dues regions, amb funcions lleugerament distintes: - Cortical - Medul·lar Genèricament,   és   l’encarregat   de   finalitzar la reabsorció del NaCl; la part cortical té cèl·∙lules   força   impermeables   per   l’espai   intercel·∙lular   (unions   molt   estretes   entre   cèl·lula i cèl·lula:  epiteli  d’alta  resistència).  Aquestes  cèl·∙lules  són: - Cèl·lules principals. Són les que contribueixen a regular la reabsorció de sodi i la secreció de potassi. Estan molt relacionades amb l’aldosterona.
- Cèl·lules intercalades. Són cèl·lules que aparentment no són sensibles a aldosterona i tenen una funció més delicada: contribució a la regulació del pH.
N’hi  ha de dos tipus: - Tipus A. Importants  per  evitar  l’acidosi  (excés  d’àcid).
- Tipus B. Importants  per  evitar  l’alcalosi  (excés de base).
- Cèl·lules principals: Les cèl·lules principals acaben de reabsorbir NaCl, a través de canals ENaC: aquest canal permet   l’entrada   de sodi perquè està   acompanyat   de   l’acció   de   l’ATPasa basolateral (que treu sodi i entra potassi). El canal ENaC és força important ja que si s’inhibeix,  disminuirà la reabsorció de sodi i es perdrà més aigua (diüresi): aquesta és la base   d’un   altre   diürètic (provocant diüresi es disminueix la pressió arterial, especialment important en pacients que tenen una freqüència cardíaca alta).
Un altre fet a destacar de l’ENaC és  que  s’activa  per  aldosterona,  que  és  una  hormona   lipídica secretada   en   l’escorça   suprarenal   en resposta a hipovolèmia (secreció via renina-angiotensina), i per excés de potassi en sang. Aquesta es reparteix per tot l’organisme   i   interactua   amb   receptors   (mateix   receptor   que   els   corticoides);   a   l’interior  de  la cèl·lula té tres accions importants: - Augmenta  l’expressió  de  canals  de  potassi.
- Augmenta l’expressió  del  ENaC.
- Augmenta  l’expressió  de  la  bomba ATPasa.
L’efecte  net  és  que  el  potassi  passa  de  la  sang  a  la   cèl·lula i després es fa sortir cap a la llum del túbul col·lector, afavorint la pèrdua de potassi de l’organisme.   A   banda,   afavoreix   la   reabsorció   de   sodi.
L’ENaC  està  regulat  també  per  un  tercer factor: els enzims proteolítics. Si es trenca el costat extracel·lular del ENaC per determinats residus, aquest ENaC aconsegueix ser força més actiu (no se sap en termes fisiològics si hi ha algun enzim que es secreti a nivell renal i que faci això, però se sap que passa).
Nota. Síndrome nefròtic: es filtren proteïnes del plasma (normalment això no ha de passar). Una de les proteïnes que es filtra és la plasmina, que és un enzim actiu que intervé en el trencament de la fibrina (mediadora de la fibrinòlisi); aquesta proteïna activa   l’ENaC. Per tant, en el pacient es veuria un increment dels nivells de sodi en sang, i  també  d’aigua,  de  manera  que  potencialment es podria produir HTA (però com que el pacient estaria perdent molta aigua podria quedar la tensió compensada).
L’altra   funció   de   les   cèl·∙lules   principals   és   la   secreció de K+. Aquesta secreció ve d’entrada  facilitada  per  l’aldosterona.  En  realitat,  però,  la  secreció  de  K + és un procés força passiu, i depèn de diversos factors: - Reabsorció de sodi. Quan es reabsorbeix sodi, el numero de càrregues positives a la llum disminueix; i això ho pot compensar el potassi.
Nota. Els   diürètics   que   inhibeixen   l’ENaC,   se’ls   diu   estalviadors de potassi, ja que si s’inhibeix  l’ENaC, el potassi es quedarà en sang (en  casos  d’hipopotassèmia).
- Concentració de potassi en la llum. Si a la llum hi ha una elevada concentració de K+, en sortirà menys; i si hi ha una baixa concentració, en sortirà més (el mateix passa en el còlon). En  casos  d’excés  de  filtració,  si  hi  ha  molta  aigua a la llum, com que la concentració de potassi és baixa, en sortirà molt (hipopotassèmia en sang). En canvi, quan hi ha oligúria, augmenta el K+ en la llum, de manera que es disminueix la secreció de K+ i els nivells de K+ en sang augmenten. Així doncs, com més flux tubular, més secreció de potassi.
- Si es col·loquen anions no reabsorbibles en la llum tubular (com el bicarbonat o algunes penicil·lines), augmentarà la secreció de potassi per compensar les càrregues negatives. Per exemple, en una alcalosi (molta concentració de bicarbonat en orina) surt potassi. Per tant, freqüentment les alcalosis poden cursar acompanyades d’hipopotassèmia.
Nota. Recordar que, en  la  part   més  propera  a   les  papil·∙les,  l’interstici  té  una   pressió osmolar més alta gràcies a la nansa de Henle i al mecanisme de contracorrent. Així, fora de les cèl·lules existeix una altíssima pressió osmolar.
- Cèl·lules intercalades: Les cèl·lules intercalades tenen funcions en la regulació del pH: - Les de tipus A eviten   l’acidosi.   Per   fer-ho, la cèl·lula presenta com a parts rellevants un canal de H+ que facilita la sortida dels H+ de manera activa (alguns autors li atribueixen activitat ATPasa, per tant, és una bomba de H+). Però aquesta bomba, a diferència   d‘altres, no porta aparellat l’intercanvi   amb   potassi ni la sortida de clorur. Però, paral·lelament, la sortida de H+ per la luminal també pot ser per intercanvi amb potassi.
Al mateix temps, la cèl·lula compta en la membrana baso-lateral amb un intercanviador de HCO3-/Cl-, el qual fa entrar   bicarbonat   de   l’interior   de   la   cèl·lula cap a la sang. Aquest bicarbonat i els H+ provenen de l’activitat   de   l’anhidrasa   carbònica,   que combina H2O i CO2. Per tant, elimina àcid (secreta H+) i recupera base (reabsorció de HCO3-).
- Les de tipus B eviten  l’alcalosi.  Tenen els elements esmentats en la cèl·lula de tipus A intercanviats (a la membrana baso-lateral es troben els transportadors luminals i viceversa); de manera que aquesta cèl·lula secreta el bicarbonat cap a la llum i reabsorbeix H+: elimina base i recupera àcid.
Tant de les de tipus A com de les  de  tipus  B  no  n’existeixen  una  quantitat  concreta  en   totes les nefrones, sinó que es generen unes o altres en dependència dels canvis de pH de l’organisme.   A   partir   de cèl·lules mare indiferenciades, segons si  s’expressen  un seguit de factors, es poden fabricar cèl·lules principals o   intercalades,   i   dins   d’aquestes   últimes,   en   dependència de si els hi arriba una hormona o proteïna anomenada hensina (no se sap qui la produeix), acaben essent de tipus A o de tipus B. Les de tipus A predominaran si hi ha acidosi (pH de 7,3 o menys) i les de tipus B en alcalosi.
Aquest és un mecanisme lent (en qüestió de dies), tot i que molt durador.
Nota. Els canvis ràpids de pH es fan per via respiratòria   sobretot,   o   a   través   d’altres   segments   de la nefrona (filtració).
Per  regular  l’equilibri  àcid-base  de  l’organisme: H+ + HCO3- ↔  H2CO3 ↔ H2O + CO2 - H+: Per fer sortir H+ es fa per mitjà de cèl·lules A (orina), amb altres àcids, etc.
Nota.  La  secreció  gàstrica  n’elimina  però  en  resposta  a  la  situació  d’acidesa  en  l’organisme.
- H+, HCO3- i H2O  s’eliminen  per via urinària.
- CO2 s’elimina  per via respiratòria.
La definició de és la següent: pH= -log[H+]. Per tant: - La disminució del pH és un augment de H+.
- L’augment del pH és una disminució de H+.
Tant els pH alts com baixos  són  incompatibles  amb  la  vida,  de  manera  que  l’organisme   els evita.
- Si augmenta la concentració de H+,   l’equilibri   es   desplaça   cap   a   la dreta i es forma més H2O i més CO2. L’aigua  no sol comportar problemes, però el CO2 cal eliminar-lo per via respiratòria (augment de la freqüència respiratòria).
- Si els nivells de CO2 augmenten molt (perquè la ventilació no és òptima: fumador,   pneumònia,   etc.),   l’equilibri   es   desplaça   cap   a   l’esquerra,   cap   a   la   formació de més H+.
Per tant, quan augmenten els H+ pot ser perquè: - Se’n   formen   més:   origen   metabòlic   (o   inclús   disfunció   renal). La concentració de CO2 és baixa. Acidosi metabòlica.
- Dèficit de ventilació pulmonar i acumulació de CO2. Acidosi respiratòria.
A nivell de les alcalosi la situació és la mateixa: - Excés de bicarbonat: aquest es combina amb els H+ de manera que aquests disminueixen. Alcalosi metabòlica. Es compensa amb acidesa respiratòria.
- Excés de respiració: es perd molt CO2 , de manera que l’equilibri   es   desplaça cap a la dreta, i disminueixen els nivells de H+. Alcalosi respiratòria. Es   compensa   amb   mecanismes   d’acidosi   metabòlica   (per   exemple intentant perdre més bicarbonat i menys H+ per via urinària).
Inicialment, l’organisme  compensa  i  no  es  perceben  els canvis de pH, excepte en casos de patologia en què els mecanismes de compensació estan superats: - Per exemple, si un pacient es pren un fàrmac que inhibeix la bomba de protons (luminal) de les cèl·lules intercalades de tipus A; aquest pacient tindrà acidosi, ja que no expulsa H+, de tipus metabòlic. En conseqüència, augmenta la freqüència respiratòria i, per tant, es troben els nivells de CO2 disminuïts. Però si aquest mecanisme no és suficient, el pacient presentarà una freqüència respiratòria de més de 20resp/min.
- Un altre exemple seria el  cas  d’una persona que ha menjat molt: producció de gastrina (més   producció   d’àcid);   de   manera   que   s’augmenten   els   nivells   de   bicarbonat en sang, fet que produeix una alcalosi metabòlica. Aquests nivells de bicarbonat es compensen amb una acidosi respiratòria (es respira a poc a poc per intentar augmentar els nivells de CO2).
En la regió medul·lar del túbul col·lector (més inferior), les cèl·lules segueixen essent principals i intercalades, però les principals tenen la característica especial que presenten un   receptor   per   l’hormona   ADH   anomenat   receptor V2.   L’ADH o vasopressina   és   un   pèptid   produït   a   l’hipotàlem-neurohipòfisi per neurones. Aquesta hormona provoca que aquestes cèl·lules expressin aquaporines i les fusionin a les membranes: - Aquaporina 2 en la luminal.
- Aquaporines 3 i 4 en la baso-lateral.
En l’interstici dels túbuls col·lectors, com   ja   s’ha   esmentat, hi ha molta osmolaritat, de manera que si hi ha aquaporines,   l’aigua   es   reabsorbeix   i,   en conseqüència, disminueix la diüresi (hormona antidiürètica). Així doncs, aquesta aigua acaba anant cap a la sang i es produeix un augment de la pressió arterial (efecte vasopressor) i de la tensió vascular. Nota. Si no hi ha la  pressió  alta  en  l’espai  intersticial,  l’ADH  no  té  efecte.   Nota. Diabetis insípida: manca de ADH.
A banda de receptors  per  l’ADH, la cèl·lula principal te dos processos més: - Capacitat de reabsorbir urea (molècula   que   s’ha   filtrat   lliurement   i   que   sembla que no serveix per a res). La majoria  s’elimina  per  via  urinària, però una petita part es reabsorbeix, no per passar-la a la sang sinó per deixar-la en l’interstici. Això és així per poder mantenir una osmolaritat alta en aquesta regió (col·labora en el mecanisme de contracorrent).
- Poden disminuir la quantitat de canals de sodi de la luminal en resposta a accions hormonals (acció contrària   a   l’aldosterona):   aquest   fet   augmenta   la   natriurèsi. L’hormona  encarregada  de  realitzar  aquesta  funció  es coneix com a pèptid atrial natriurètic (es   sintetitza   en   l’orina) i es   sintetitza   quan   l’aurícula   dreta detecta que hi ha molt volum sanguini (es fa sortir sodi i aigua). És doncs una hormona diürètica natural.
Nota.   Recentment   s’ha   descobert   que   la   urodilatina fa la mateixa funció que el PAN. La urodilatina és fabricada per les cèl·lules del TCP i, tot i ser una hormona, no viatja per la sang sinó per la llum, arribant a les cèl·lules del túbul col·lector a través   de   l’orina   (els receptors estan ubicats en la luminal). El gen que la codifica és el mateix que codifica el pèptid atrial natriurètic i, en els dos casos, es disminueix la reabsorció de sodi.
...

Comprar Previsualizar