Fisiologia: Sistema renal (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Enfermería - 1º curso
Asignatura Fisiologia Humana
Año del apunte 2015
Páginas 17
Fecha de subida 27/09/2016
Descargas 6

Vista previa del texto

Fisiologia Ud7: Fisiologia del sistema renal 1. SISTEMA RENAL Anatomia El sistema renal està format per: 2 ronyons, 2 urèters, bufeta urinària i uretra.
Macroscòpicament, els ronyons mostren 2 zones: - Còrtex: capa exterior, color rogenc=vermellós.
- Medul·la: zona interior, color fosc i aspecte estriat, organitzada en piràmides renals.
Microscòpicament, aquestes 2 capes estan formades per nefrones: disposicions molt organitzades de túbuls microscòpics. Tipus: - Nefrones corticals: es troben dins del còrtex gairebé en la seva totalitat (80%).
- Nefrones juxtamedul·lars: penetren dins de la medul·la (20%).
Elements tubulars del ronyó: Nefrona: unitat funcional del ronyó; estructura més petita que pot fer les funcions del ronyó.
La nefrona comença amb la càpsula de Bowman: estructura buida que rodeja el glomèrul: cabdell de capil·lars que provenen de la ramificació de l’arteriola aferent.
 càpsula de Bowman + glomèrul = corpuscle renal.
En la primera etapa de la producció d’orina, agua i soluts del plasma sanguini passen dels capil·lars glomerulars a l’interior de la càpsula de Bowman -> filtració.
De la càpsula de Bowman, el líquid filtrat flueix cap a: - Túbul proximal (nefrona proximal) - Nansa de Henle: part de la nefrona que arriba fins la medul·la i després retorna al còrtex.
Es compon de: o branca descendent prima.
o branca ascendent amb una porció prima i una porció gruixuda.
- Túbul distal (nefrona distal): els túbuls distals de nefrones diferents drenen en: - Túbul col·lector: va del còrtex a la medul·la i drenen la orina cap als urèters.
Elements vasculars del ronyó: Cada nefrona està associada amb vasos sanguinis especialitzats.
La sang entra al ronyó per l’artèria renal.
Circula a través de la medul·la per artèries més petites i arriba al còrtex per les arterioles corticals.
Les arterioles corticals converteixen en el glomèrul.
La sang entra al glomèrul per l’arteriola aferent i surt per l’arteriola eferent.
L’arteriola eferent rodeja el tub proximal de la nefrona i es ramifica en capil·lars peritubulars, que rodegen els túbuls proximal i distal de la nefrona.
Vasos rectes: capil·lars peritubulars que rodegen la nansa de Henle.
Els capil·lars convergeixen en vènules i en venes gruixudes.
La sang surt del ronyó per la vena renal.
En el còrtex, els vasos sanguinis formen un sistema porta: - Filtra gran quantitat de líquid a través del glomèrul.
- Reabsorbeix la major part del líquid a través dels capil·lars peritubulars.
Funcions L’aparell urinari té una funció molt important en el manteniment homeostàtic del volum i composició hidroelèctrica dels líquids corporals -> forma i excreta la orina (amb substàncies de rebuig, aigua, ions i altres líquids) de l’organisme.
- Regulació de volum del LEC i pressió arterial: els ronyons regulen la velocitat d’excreció d’aigua per regular el volum plasmàtic -> efecte directe sobre PA i volèmia -> menys volèmia, menys PA.
- Regulació d’osmolaritat plasmàtica: el ronyó regula la concentració de la orina que forma.
- Manteniment d’equilibri iònic: regula l’excreció de diversos ions a través de la orina -> manté un equilibri en les concentracions iòniques de la sang.
Principals ions: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3-, HPO4-, H2PO4-.
- Regulació del pH: regula la taxa d’excreció de bicarbonat (HCO3-) i hidrogenions (H+) -> així col·labora amb els pulmons per mantenir el pH.
o LEC àcid: els ronyons eliminen H+ i retenen bicarbonat.
o LEC bàsic: els ronyons eliminen bicarbonat i retenen H+.
- Eliminació de substàncies de rebuig: a través de la orina s’eliminen substàncies estranyes, fàrmacs i productes del metabolisme -> creatinina, urea, àcid úric, urobilinogen (hemoglobina).
- Síntesi d’hormones: els ronyons no són glàndules endocrines pròpiament, però tenen un paper rellevant en diversos processos endocrins. Alliberen: o Eritropoetina: citosina que regula la formació de glòbuls vermells.
o Renina: enzim que regula la producció d’angiotensina II (Ang II): hormona important en homeòstasi de la pressió arterial i equilibri del Na+.
o Calcitriol: regula l’homeòstasi calci.
2. FORMACIÓ DE LA ORINA Consta de 3 processos que tenen lloc a la nefrona: filtració, reabsorció i secreció.
Filtració Primer pas de la producció de la orina -> pas de líquid de la sang a la llum de la nefrona (càpsula de Bowman). Té lloc al corpuscle de Malpigi.
Filtrat glomerular: líquid que entra a l’espai capsular.
Volum promig de líquid que es filtra en els glomèruls de totes les nefrones = 180 L/dia. El 98% es reabsorbeix al llarg de la nefrona i torna a la circulació sistèmica.
Volum d’orina que s’elimina cada dia = 1’5 L/dia com a màxim. Representa un 1-2% del filtrat.
Quan el plasma sanguini passa de l’arteriola a la càpsula de Bowman ha de passar per la membrana=làmina de filtració: barrera de 3 capes que: - Impedeix el pas de glòbuls vermells, glòbuls blancs, plaquetes i proteïnes plasmàtiques.
- Permet el pas d’aigua i ions.
Capes de la làmina de filtració: - Cèl·lula epitelial del capil·lar glomerular: està fenestrada amb grans porus que permeten el pas d’aigua i ions.
- Làmina basal: matriu extracel·lular de les cèl·lules epitelials composta per una xarxa de proteoglicans, col·lagen i glicoproteïnes que impedeix el pas de proteïnes plasmàtiques.
- Podòctis: cèl·lules especialitzades de l’epiteli de la càpsula de Bowman, que tenen pedicels: extensions citoplasmàtiques que deixen un espai estret: fenedura de filtració.
Forces de filtració: La pressió de filtració en el corpuscle renal depèn de 3 forces: - Pressió hidrostàtica glomerular (PHG): força que exerceix la sang que circula a través dels capil·lars glomerulars.
PHG = 55 mmHg  afavoreix la filtració.
- Pressió coloidosmòtica sanguínia (PCS): la pressió coloidosmòtica dels capil·lars del glomèrul és superior a la de la càpsula de Bowman -> en el procés de filtració, les proteïnes grans i les proteïnes plasmàtiques no es filtren.
PCS = 30 mmHg  s’oposa a la filtració -> el líquid filtrat tendeix a retornar als capil·lars degut a la diferència de pressions osmòtiques.
- Pressió hidrostàtica capsular (PHC): pressió que fa el líquid filtrat dins la càpsula de Bowman.
PHC = 15 mmHg  s’oposa a la filtració.
Pressió neta de filtració (PNF) = PHG – PCS – PHC = 55-30-15 = 10 mmHg.
Regulació de la taxa de filtració glomerular (TFG): La pressió arterial proporciona la pressió hidrostàtica del capil·lar, que regula la filtració glomerular -> canvis en la pressió arterial afecten a la pressió hidrostàtica glomerular -> influeixen en la pressió neta de filtració.
La pressió arterial està molt ben regulada pel reflex baroreceptor i altres mecanismes, però hi ha situacions on augmenta (exercici físic) -> un augment de pressió, a nivell glomerular, suposa un augment de la taxa de filtració glomerular -> el volum de filtrat augmenta considerablement.
Els grans canvis en taxa de filtració glomerular no convenen -> interferiria en la capacitat que té el ronyó per mantenir volum i osmolaritat dels líquids corporals constants.
Els ronyons poden tolerar un rang de pressió arterial (80-100mmHg) sense que la taxa de filtració variï gaire.
Els ronyons poden amortitzar la taxa de filtració quan la pressió arterial varia gràcies als mecanismes d’autoregulació de la filtració glomerular: procés de control local que manté una taxa de filtració glomerular relativament constant davant de fluctuacions normals de la pressió arterial.
Processos que hi participen: - Resposta miogènica: mecanisme basat en la capacitat del múscul llis vascular de respondre a les variacions de pressió.
o Augment de pressió arterial -> la musculatura llisa de l’arteriola aferent -> els canals iònics sensibles a aquest estirament s’obren -> despolarització de les cèl·lules musculars -> vasoconstricció de l’arteriola aferent -> més resistència al flux -> entra menys volum de sang al glomèrul -> menys pressió hidrostàtica glomerular de filtració > disminueix de la taxa de filtració glomerular.
o Baixada de pressió arterial -> l’arteriola aferent es dilata al màxim (no és tan eficient en mantenir la taxa de filtració glomerular constant perquè en condicions normals l’arteriola aferent ja està relaxada).
- Retroalimentació tubuloglomerular: via de control local basada en la disposició particular de la nefrona: la porció final de la branca ascendent de la nansa de Henle passa entre les arterioles aferent i eferent -> s’estableix un contacte estret entre la paret del túbul i les arterioles -> es genera una zona amb cèl·lules especialitzades que formen l’aparell juxtaglomerular.
Màcula densa: cèl·lules modificades de l’epiteli tubular de la nansa de Henle.
Cèl·lules juxtaglomerulars=granulars: cèl·lules musculars especialitzades de les parets de les arterioles aferents i eferents.
Baixada de pressió arterial -> menys taxa de filtració glomerular -> menys velocitat de flux del filtrat que arriba a la màcula densa -> es poden reabsorbir més ions Na+ i Cl- en la branca ascendent de la nansa de Henle -> menys concentració de NaCl del filtrat.
La màcula densa detecta la baixada de NaCl i s’inicia una resposta amb 2 efectes: o Redueix la resistència de l’arteriola aferent per un efecte paracrí vasodilatador.
Això contribueix a normalitzar la taxa de filtració.
o Augmenta l’alliberació de renina en les cèl·lules juxtaglomerulars (major reservori de renina de tot el cos) -> augmenta la formació d’angiotensina I, que s’acaba convertint en angiotensina II: potent vasoconstrictor.
L’arteriola aferent té molt pocs receptors per l’angiotensina II i l’arteriola eferent és molt sensible -> l’angiotensina II desencadena una vasoconstricció de les arterioles eferents -> augmenta la pressió hidrostàtica glomerular -> augmenta la taxa de filtració glomerular.
 Regulació nerviosa de la filtració glomerular: Les arterioles aferents i eferents estan innervades per fibres nervioses simpàtiques, que alliberen noradrenalina -> s’estimulen a través de receptors α -> vasoconstricció de l’arteriola aferent -> disminueix la taxa de filtració glomerular.
 Regulació hormonal de la filtració glomerular: o Angiotensina II -> vasoconstricció de l’arteriola eferent -> augmenta la taxa de filtració glomerular.
o Prostaglandines -> vasodilatació -> més flux sanguini -> més pressió de filtració -> augmenta la taxa de filtració glomerular.
o Pèptid natriurètuic auricular (PNA): hormona secretada per les cèl·lules de les aurícules del cor quan augmenta la volèmia -> relaxació de les cèl·lules mesagials -> més superfície disponible per a la filtració al corpuscle de Malpighi -> augmenta la taxa de filtració glomerular.
Reabsorció Pas de líquid de l’interior de la nefrona als capil·lars.
Es basa en el mecanisme d’osmosis -> el líquid passa de l’interior de la nefrona als capil·lars perquè en el capil·lar hi ha més concentració de soluts -> a favor de gradient.
La major part del procés té lloc en el túbul proximal, només una part té lloc en els segments distals de la nefrona.
Tota molècula ha de sortir pel túbul renal i passar per l’espai intersticial per arribar al capil·lar.
Pot tenir lloc per 2 vies: - Via paracel·lular: les substàncies reabsorbides passen a través de les unions estretes entre dues cèl·lules epitelials -> les unions estretes no separen del tot filtrat i líquid intersticial.
- Via transepitelial: les molècules passen primer per la membrana apical i després per la membrana basolateral.
Reabsorció al túbul proximal: A l’inici del túbul contornejat proximal (TCP), la composició del filtrat que surt de la càpsula de Bowman i la del líquid intersticial són molt similars -> les cèl·lules del TCP reabsorbeixen els soluts per transport actiu.
El transport actiu del Na+ és la força principal que impulsa la major part de la reabsorció.
Les cèl·lules tubulars tenen moltes proteïnes simportadores i contratransportadores de Na+ a la membrana apical.
Dins la cèl·lula, la bomba ATPassa Na+-K+ de la membrana basolateral transporta el Na+ al líquid intersticial de forma activa.
També s’absorbeixen altres substàncies com glucosa, aminoàcids, ions i metabòlits orgànics a causa del transport actiu secundari del Na+.
Procés de reabsorció d’aigua i soluts en el túbul contornejat proximal: 1. El transport actiu de Na+ de la llum de la nefrona a l’espai intersticial crea un gradient elèctric transepitelial: l’interior de la nefrona és més negatiu que el líquid intersticial -> els anions del filtrat (Cl-) segueixen les càrregues positives del Na+ per forces electrostàtiques i són reabsorbits cap als capil·lars peritubulars.
2. El moviment net de soluts (Na+ i anions) cap al líquid intersticial crea un gradient osmòtic entre la llum de la nefrona i el líquid intersticial -> l’aigua del filtrat segueix els seus soluts per osmosi -> pot ser reabsorbida als capil·lars peritubulars.
3. Pèrdua d’aigua en la llum tubular -> alguns compostos (urea, Ca2+, K+) estan més concentrats al filtrat que al líquid extracel·lular -> es reabsorbeixen per difusió si l’epiteli tubular és permeable a ells.
Els capil·lars peritubulars afavoreixen l’absorció: Els capil·lars peritubulars tenen una pressió hidrostàtica inferior a la resta de capil·lars (10mmHg) + elevada pressió coloidosmòtica del capil·lar (30mmHg) -> són capaços d’absorbir molta aigua i ions -> reabsorció elevada en la nefrona.
Reabsorció a la nansa de Henle:  Reabsorció a la branca descendent: Les cèl·lules tubulars de la branca descendent de la nansa de Henle són molt permeables a l’aigua.
Són molt primes i sense proteïnes transportadores a les seves membranes (apical i basal) -> gairebé impermeables als ions.
A mesura que la branca baixa cap a la medul·la renal, l’osmolaritat del líquid intersticial medul·lar augmenta fins 1200mOsm màxim.
A mesura que la branca penetra en la medul·la, les cèl·lules tubulars s’exposen a un fort gradient osmòtic degut a l’osmolaritat creixent del líquid intersticial medul·lar -> reabsorció d’un 20% addicional d’aigua en la branca descendent.
El filtrat es va concentrant igual que el líquid intersticial (1200mOsm en la part més profunda de la nansa).
 Reabsorció a la branca ascendent: Les cèl·lules de la branca ascendent de la nansa de Henle són impermeables a l’aigua.
Hi ha reabsorció de Na+ i altres ions per transport actiu lligat al Na+.
En la membrana apical de les cèl·lules tubulars hi ha el cotransportador de Na+, Cl- i K+: reabsorbeix Na+, Cl- i altres cations (Mg2+, Ca2+ i K+) atrets per la negativitat que produeix el Clen el líquid intersticial.
El filtrat que abandona la branca ascendent és un filtrat hipoosmòtic (osmolaritat de 100mOsm), per 2 motius: - Les cèl·lules tubulars treuen soluts de la llum del túbul.
- L’aigua no pot seguir els soluts (cèl·lules impermeables) i queda dins de la nefrona.
Branca ascendent=porció diluent de la nansa.
- En la branca descendent només hi ha reabsorció d’aigua.
- En la branca ascendent només hi ha reabsorció d’ions.
 Disposició particular dels vasos rectes i la nansa de Henle: Els vasos rectes i la nansa de Henle penetren en la medul·la del ronyó i tornen a pujar al còrtex.
Disposició particular -> la direcció del flux sanguini en els vasos rectes és oposada a la direcció del filtrat -> intercanviador per contracorrent del ronyó, on s’intercanvien aigua i soluts.
L’aigua i soluts que surten de la nansa (ascendent o descendent) es mouen cap als vasos rectes si hi ha un gradient osmòtic=de concentració entre interstici medul·lar i sang dels vasos rectes.
A mesura que els vasos rectes aprofundeixen en la medul·la: - perden aigua per osmosi - recullen part dels soluts que la branca ascendent transporta a l’interstici Quan els vasos rectes arriben al final del bucle, la seva osmolaritat és com la del líquid intersticial (1200mOsm).
Els vasos rectes que pugen al còrtex recullen l’aigua que abandona la branca ascendent per osmosi.
Reabsorció al túbul distal:  Reabsorció a la 1a meitat del túbul distal: La primera meitat del túbul contornejat distal és molt similar a la branca ascendent de la nansa de Henle: - les cèl·lules tubulars són impermeables a l’aigua.
- hi ha reabsorció de Na+ i Cl- deguda a la presència d’estructures que permeten el seu pas cap al líquid intersticial: o cotransportador apical de Na+/Clo bomba Na+-K+ o canals de Cl- En aquest punt de la nefrona ja s’ha reabsorbit el 90% de l’aigua filtrada al glomèrul: 70% al túbul proximal i 20% a la branca descendent de la nansa -> parts de la nefrona on les cèl·lules són permeables a l’aigua, que difon als capil·lars peritubulars per osmosi -> reabsorció d’aigua obligatòria: procés no regulable, sempre és així.
 Reabsorció a la 2a meitat del túbul distal i al túbul col·lector: El 10% d’aigua restant es pot reabsorbir o no a la part distal de la nefrona, en funció de les necessitats hídriques de l’organisme -> reabsorció d’aigua facultativa: procés regulat per l’hormona vasopressina=ADH.
Secreció Transferència de molècules del líquid extracel·lular al líquid tubular (llum de la nefrona).
Objectiu: regular la quantitat d’aquestes molècules al torrent sanguini i eliminar residus.
Depèn dels sistemes de transport de membrana.
La secreció de K+ i H+ és important per la regulació homeostàtica d’aquests ions.
La secreció permet a la nefrona augmentar l’excreció d’una substància: - si una substància es filtra però no es reabsorbeix -> excreció efectiva.
- si es filtra o es reabsorbeix, i després es secreta més quantitat des dels capil·lars peritubulars cap al túbul -> l’excreció més efectiva.
És un procés actiu -> requereix la transferència de substàncies en contra de gradient de concentració -> la majoria de compostos orgànics travessen l’epiteli tubular per transport actiu secundari.
La penicil·lina és una molècula orgànica secretada per la nefrona.
Micció Quan el filtrat surt dels túbuls col·lectors ja no pot ser modificat -> la seva composició no varia.
El filtrat=orina circula per la pelvis renal i baixa per l’urèter fins a la bufeta (amb l’ajuda de les contraccions rítmiques del múscul llis de les seves parets): òrgan buit on s’acumula la orina fins que s’allibera en el procés de la micció: evacuació urinària.
La bufeta es pot expandir i arribar a un volum de 500mL.
El seu coll es continua amb la uretra: conducte únic per on passa la orina per sortir a l’exterior.
L’orifici que comunica bufeta i uretra es tanca mitjançant 2 esfínters: - Esfínter intern: continuació de la paret de la bufeta -> format per múscul llis.
El seu to normal el manté contret.
- Esfínter extern: anell de múscul esquelètic controlat per neurones motores somàtiques.
L’estimulació tònica provinent del sistema nerviós central el manté contret, excepte durant la micció.
La micció és un reflex espinal simple que està sota control conscient i inconscient dels centres cerebrals superiors.
1. La paret de la bufeta s’expandeix a mesura que es va omplint d’orina.
2. Els receptors d’estirament envien senyals a la medul·la espinal a través de neurones sensitives.
3. La informació s’integra i es transfereix a 2 grups neuronals.
4. L’estímul produït per la bufeta plena excita les neurones parasimpàtiques que estimulen el múscul llis de la paret de la bufeta.
5. El múscul es contrau i augmenta la pressió del contingut de la bufeta, que és empès en direcció descendent (cap a la uretra) -> la pressió exercida per la orina obre l’esfínter intern.
Al mateix temps, s’inhibeixen les neurones motores somàtiques que innerven l’esfínter extern i aquest es relaxa.
6. La orina passa a la uretra i surt a l’exterior ajudada per la força de la gravetat.
Aquest reflex de micció simple es dóna en lactants que encara no saben controlar les necessitats fisiològiques.
Les persones més grans adquireixen un reflex après que inhibeix el reflex de micció fins al moment d’orinar de manera conscient.
1. Aquest reflex après involucra fibres sensitives addicionals que s’originen a la bufeta i informen del nivell de repleció.
2. Els centres del tronc encefàlic i del còrtex cerebral reben la informació i anul·len el reflex miccional simple -> inhibeixen les fibres parasimpàtiques i reforcen la contracció de l’esfínter extern.
3. En el moment d’orinar, els centres retiren la inhibició.
 La micció només es produeix quan el múscul llis de la bufeta es contrau i els dos esfínters (intern i extern) es relaxen.
Hi ha diversos factors subconscients que afecten al reflex miccional: - Bufeta tímida: la persona és incapaç d’orinar davant d’altres persones.
- El soroll de l’aigua fluint estimula la micció -> s’utilitza per ajudar a orinar als pacients amb la uretra irritada per inserció d’una sonda.
3. BALANÇ HIDROELÈCTRIC Homeòstasi hidroelèctrica L’organisme està contínuament treballant per mantenir l’equilibri hídric i l’equilibri elèctric (iònic).
Els ronyons són el mecanisme principal per regular la pèrdua d’aigua i la reabsorció d’ions.
Importància de mantenir l’equilibri osmòtic del LEC: canvis en l’osmolaritat del LEC provocarien entrades i sortides d’aigua per osmosi -> l’organisme no es pot permetre aquestes fluctuacions a conseqüència d’una ingesta d’aigua / àpat salat.
Balanç d’aigua La concentració de la orina és una mesura de la quantitat d’aigua que excreta el ronyó, varia modificant la quantitat d’aigua i Na+ reabsorbits: - Si el cos ha d’eliminar aigua (diüresis) -> els ronyons produeixen orina diluïda (50mOsm).
El ronyó ha d’absorbir soluts sense permetre que l’aigua els segueixi per osmosi -> les cèl·lules dels túbuls han de ser impermeables a l’aigua -> absència d’ADH.
- Si el cos ha de conservar aigua -> els ronyons produeixen orina concentrada (1200mOsm).
La nefrona ha de reabsorbir aigua per osmosi i deixar els soluts -> les cèl·lules dels túbuls han de ser permeables a l’aigua -> presència d’ADH.
Vasopressina=hormona antidiürètica ADH: regula l’absorció d’aigua a la última part del túbul distal i al túbul col·lector (reabsorció d’aigua facultativa).
 Mecanisme: Les cèl·lules del túbul distal contenen aquaporines: canals de membrana per aigua -> la aquaporina 2 (AQP2) està regulada per la vasopressina, es troba a: - Membrana apical - Membrana de les vesícules citoplasmàtiques d’emmagatzematge.
1. Quan les concentracions de vasopressina són baixes, la cèl·lula del túbul té poques aquaporines a la seva membrana apical -> emmagatzema les AGP2 a les vesícules citoplasmàtiques.
2. Quan la vasopressina alliberada per la hipòfisi arriba al seu punt diana, s’uneix al seu receptor en la cara basolateral de la cèl·lula.
3. La unió vasopressina-receptor activa un sistema de segons missatgers.
4. Les vesícules amb AQP2 es fusionen amb la membrana apical -> la exocitosi insereix les AQP2 a la membrana -> la cèl·lula ara és permeable a l’aigua.
Reciclat de membrana: procés pel qual les parts de la membrana cel·lular són afegides per exocitosi i extretes per endocitosi.
Estímuls que controlen la secreció de vasopressina: - Estímuls potents: els receptors promouen l’alliberació d’ADH a la hipòfisi anterior: o Augment d’osmolaritat plasmàtica (+ 280mOsm) -> osmoreceptors hipotalàmics.
- Estímuls menys potents: els receptors envien senyals a l’hipotàlem per secretar ADH i conservar líquids corporals.
o Disminució de pressió arterial -> baroreceptors aòrtics i carotidis.
o Disminució de volèmia -> receptors de les aurícules del cor.
Balanç de Na+ i volum del LEC Cada dia ingerim 9gNaCl = 2 culleradetes = 155mOsmNa+.
[Na+] al LEC i al plasma = 140mOsm -> si afegim 155mOsm: a) Bevem 1’1L d’aigua al dia per compensar la ingesta i mantenir la osmolaritat -> augmenta la pressió arterial.
b) No bevem aquest volum -> puja molt la osmolaritat del LEC -> xoc osmòtic a les cèl·lules.
La pujada de la osmolaritat desencadena 2 respostes: - Alliberació de vasopressina.
- Sensació de set.
Aldosterona: regulació del balanç de Na+ Hormona esteroidea sintetitzada al còrtex de la glàndula suprarenal i alliberada a la sang, necessita proteïnes transportadores per arribar al teixit diana.
Més aldosterona en sang, més reabsorció de Na+ i secreció de K+ -> augmenta l’activitat de la bomba Na+-K+ (i en sintetitza de noves).
Llocs on actua: cèl·lules principals=P de 2a meitat del túbul distal i túbul col·lector -> canals permeables a Na+ i K+ a les membranes apicals -> l’aldosterona entra a la cèl·lula per difusió simple i es combina amb un receptor citoplasmàtic: - Fase ràpida: canals oberts durant més temps -> puja la concentració de Na+ dins la cèl·lula -> bomba Na+-K+ accelerada transporta: o Na+ del citoplasma al LEC (reabsorció) o K+ cap a la cèl·lula principal (secreció).
- Fase lenta: els canals i les bombes sintetitzades s’insereixen a la membrana de les cèl·lules epitelials.
Estímuls que provoquen l’alliberació d’aldosterona: - Hiperpotassèmia=augment de concentració de K+ extracel·lular: actua directament sobre el còrtex de la glàndula suprarenal -> augmenta la síntesi d’aldosterona.
- Disminució de pressió arterial: desencadena la via renina-angiotensina II-aldosterona.
La presència d’angiotensina II en plasma estimula la síntesi d’aldosterona en el còrtex de la glàndula suprarenal.
Relació aldosterona-pressió arterial: - La reabsorció de Na+ no eleva directament la pressió arterial baixa -> augmenta l’osmolaritat i estimula la sensació de set -> la ingesta d’aigua (augment de volum del LEC) sí que augmenta la pressió arterial.
- Si el tub col·lector és permeable a l’aigua (presència de vasopressina), la reabsorció de Na+ addicional implica reabsorció d’aigua extra -> augment de la pressió arterial.
 Via renina-angiotensina II-aldosterona: 1. Les cèl·lules granuloses de les arterioles aferents de la nefrona secreten renina.
2. La renina converteix l’angiotensinogen en angiotensina I.
3. L’angiotensina I es troba amb l’enzim convertidor d’angiotensina i es transforma en angiotensina II.
4. L’angiotensina II arriba a la glàndula suprarenal i estimula l’alliberació d’aldosterona.
5. L’aldosterona inicia unes reaccions intracel·lulars que provoquen la reabsorció de Na+.
Tots els estímuls que desencadenen aquesta via son estímuls relacionats (directa o indirectament) amb la pressió arterial baixa.
o Cèl·lules granuloses: directament sensibles a la pressió arterial -> secreten renina quan hi ha una pressió arterial baixa a les arterioles renals.
o Neurones parasimpàtiques: activades pel centre de control cardiovascular (CCCV) quan la pressió arterial disminueix, acaben en cèl·lules granuloses -> estimulen la secreció de renina.
o Retroalimentació paracrina: estimula l’alliberació de renina.
 Alt flux de líquids a través del túbul distal -> les cèl·lules de la màcula densa alliberen substàncies paracrines que inhibeixen l’alliberació de renina.
 Baix flux de líquids a través del túbul distal -> les cèl·lules de la màcula densa envien un senyal a les cèl·lules granuloses perquè secretin renina.
Relació angiotensina II-pressió arterial: o Augmenta la secreció de vasopressina (reflex causat pels receptors d’angiotensina II de l’hipotàlem) -> retenció de líquid al ronyó -> conservació del volum sanguini -> pressió arterial mantinguda.
o Estimula la set -> augmenta el volum sanguini -> pressió arterial elevada.
o Provoca vasoconstricció -> pressió arterial elevada, sense canvis en el volum sanguini.
o Activa els receptors de l’angiotensina II al centre de control cardiovascular -> més eferència simpàtica cap al cor i els vasos sanguinis -> augmenta el volum minut i la vasoconstricció -> pressió arterial elevada.
Pèptids natriurètics: - PNA: pèptid natriurètic atrial=atriopeptina -> hormona produïda per les cèl·lules miocardíaques de les aurícules del cor.
- PNB: pèptid natriurètic cerebral -> hormona produïda per les cèl·lules miocardíaques dels ventricles del cor i per algunes neurones cerebrals.
S’alliberen a les cèl·lules del miocardi quan s’estiren més del normal -> augment del volum sanguini.
- Augmenten l’excreció de Na+ i aigua (mecanismes desconeguts).
- Augmenten la taxa de filtració glomerular -> augmenten la superfície disponible per la filtració i vasodilaten l’arteriola aferent.
- Disminueixen la reabsorció de NaCl i aigua al túbul col·lector (mecanismes desconeguts).
- Inhibeixen l’alliberació de renina, aldosterona i vasopressina -> reforcen l’efecte diürètic.
- Actuen directament sobre el centre de control cardiovascular del bulb raquidi -> redueixen la pressió arterial.
Balanç de K+ Els mecanismes reguladors mantenen els nivells de K+ en un rang molt estret -> 35-5mEq/L.
Si l’ingrés de K+ és major que l’excreció, augment del K+ plasmàtic -> s’allibera aldosterona.
L’aldosterona actua sobre les cèl·lules P -> manté els canals iònics apicals oberts durant més temps i accelera la bomba Na+-K+ -> excreció de K+ renal.
És molt important mantenir el nivell perquè afecta al potencial de membrana de la cèl·lula.
Si els nivells de K+ estan a menys de 3mEq/L o més de 6mEq/L, les cèl·lules musculars i nervioses alteren la seva funció.
- Hipopotassèmia: K+ baix -> abandona la cèl·lula -> potencial més negatiu -> hiperpolarització.
Produeix debilitat muscular -> les cèl·lules nervioses i musculars hiperpolaritzades no envien els potencials d’acció correctament.
- Hiperpotassèmia: K+ alt -> s’acumula a la cèl·lula -> potencial més positiu -> despolarització.
En un principi, la despolarització fa que els teixits excitables siguin encara més excitables.
Després, les cèl·lules no es poden repolaritzar completament i es tornen menys excitables -> potencials d’acció més petits o nuls.
Causes d’alteracions del balanç de K+: - Malalties renals - Pèrdua de K+ per diarrea.
- Antidiürètics que eviten que el ronyó pugui reabsorbir el K+.
- Deshidratació.
5. EQUILIBRI ÀCID-BASE El pH d’una solució està determinat per la concentració de H+.
Escala de pH (0-14): - pH neutre (=7) - pH bàsic (més de 7) - pH àcid (menys de 7) pH normal del cos humà: 7’35-7’45 - acidosi: pH inferior a 7’35 (àcid).
- alcalosi: pH superior a 7’45 (bàsic) Importància de mantenir els líquids corporals a un pH constant (mantenir la concentració de H+): - L’estructura tridimensional de les proteïnes (i per tant la seva funcionalitat) és molt sensible als canvis de pH -> desnaturalització de proteïnes intracel·lulars, enzims i canals membrana.
- Sistema nerviós: o Redueix l’activitat en condicions de pH àcid (acidosis) -> neurones menys excitables.
o Augmenta l’activitat en condicions de pH bàsic (alcalosis) -> neurones hiperexcitables.
Les alteracions de la concentració de H+ estan associades amb alteracions del balanç de K+.
Part del transport renal mou ions K+ i H+ com un cotransportador bidireccional: - Acidosi: els ronyons excreten H+ i reabsorbeixen K+.
- Alcalosi: els ronyons excreten K+ i reabsorbeixen H+.
Fonts d’àcids i bases en l’organisme: L’organisme ha de fer front a una ingesta i producció d’àcids major que de bases.
H2CO3 H+ + HCO3Font d’àcid principal: respiració aeròbica: CO2 + H2O Aquesta reacció es produeix a totes les cèl·lules i al plasma sanguini -> els mecanismes homeostàtics eviten que s’acumuli CO2 a l’organisme.
En algunes cèl·lules hi ha anhidrasa carbònica -> la reacció és més ràpida.
Mecanismes homeostàtics per eliminar H+: - Sistemes amortidors de pH:  Buffers: molècules que moderen però no impedeixen els canvis de pH quan s’uneixen o es separen de H+ -> guanyen o perden ions H+ en funció de les necessitats de l’organisme.
 Solucions tamponadores=amortidores: transformen un àcid/base fort (que poden canviar molt el pH) en un àcid/base feble -> poden captar o cedir un excés de H+ -> impedeixen canvis de pH forts.
La producció d’àcid és un obstacle per mantenir la homeòstasi del pH, perquè provoca grans canvis de pH -> els amortidors de pH fisiològics es combinen amb H+.
o Proteïnes: sistema amortidor del pH més abundant del LIC i el plasma sanguini.
Poden esmorteir àcids i bases.
Els aminoàcids de les proteïnes tenen:  Grup carboxil (COOH): actua com un àcid (allibera H+) quan puja el pH.
COOH COO- + H+  Grup amino (NH2): actua com una base (capta H+) quan baixa el pH.
NH3+ NH2 + H+ Es troben a:  Dins la cèl·lula (LIC): proteïnes intracel·lulars.
 Plasma sanguini: albúmina.
 Eritròcits: hemoglobina: capta l’O2 i es converteix en oxihemoglobina, després l’expulsa cap als teixits a nivell dels capil·lars i esdevé hemoglobina reduïda.
(oxiHb) (Hb reduïda) Hb-O2 + H+ Hb-H+ + O2 (teixits) Esmorteeix els H+ lliures a la sang produïts per la reacció del CO2 amb H2O (respiració aeròbica).
Cada ió H+ esmorteït per la hemoglobina deixa un ió bicarbonat (HCO3-) a l’interior de l’eritròcit.
L’ió bicarbonat surt de l’eritròcit intercanviant-se per un Cl- plasmàtic -> a la sang, poden esmorteir protons procedents d’altres reaccions -> solucions amortidores de bicarbonat.
o Solucions amortidores de bicarbonat: sistema d’amortidors de pH extracel·lulars més important del cos.
 Ió bicarbonat (HCO3-): només fa d’amortidor quan s’uneix al H+ -> actua com una base dèbil (capta H+ -> pot eliminar-ne l’excés). És un ió significatiu al LIC i al LEC.
H+ + HCO3H2CO3 H2O + CO2 (expirat pels pulmons) El ronyó sintetitza i reabsorbeix el bicarbonat filtrat -> l’ió es recupera.
 Àcid carbònic (H2CO3): actua com un àcid dèbil (allibera H+ al medi).
H2CO3 H+ + HCO3- o Solucions amortidores de fosfat:  Fosfat monoàcid (HPO42-): actua com una base dèbil.
H2PO4HPO42- + H+  Fosfat diàcid (H2PO4-): actua com un àcid dèbil.
H2PO4HPO42- + H+ - Pulmons: eliminació de CO2.
Els canvis en la freqüència i profunditat de la ventilació poden corregir trastorns de l’equilibri àcid-base, però també els poden causar -> alteren el pH sanguini en pocs minuts.
Qualsevol canvi en la PCO2 afectarà a la quantitat de H+ i HCO3- de la sang i, per tant, al pH.
o Hiperventilació: augment de la ventilació normal -> més CO2 expirat -> baixa la PCO2 -> més H2CO3 i H+ -> augmenta el pH dels líquids corporals -> alcalosi: pH bàsic (alt).
o Hipoventilació: disminució de la ventilació normal -> menys CO2 expirat -> puja la PCO2 -> menys H+ -> baixa el pH dels líquids corporals -> acidosi: pH àcid (baix).
La ventilació s’utilitza per manteniment de la PCO2 normal i el pH constant -> només quan un estímul associat al pH desencadenen la resposta: H+ i CO2.
La ventilació està directament afectada per les concentracions plasmàtiques de H+, captades pels quimioreceptors carotidis i aòrtics: 1. L’augment de H+ al plasma estimula els quimioreceptors.
2. Els quimioreceptors envien senyals als centres de control respiratori del bulb raquidi per augmentar la ventilació.
3. Els pulmons excreten més CO2 i el H+ es converteix en àcid carbònic.
Els quimioreceptors centrals del bulb raquidi no poden respondre directament als canvis de pH perquè els ions H+ no poden travessar la barrera hematoencefàlica -> els canvis de pH alteren la PCO2 i el CO2 estimula els quimioreceptors centrals.
Relació acidesa plasmàtica-ventilació pulmonar: o Si la producció d’àcids no volàtils augmenta, el bicarbonat capta l’excés de protons lliures -> es transforma en àcid carbònic, que es dissocia en CO2 i aigua -> l’augment de CO2 al plasma estimula el centre respiratori del bulb raquidi -> major activitat dels músculs inspiratoris, que pot eliminar l’excés d’àcid.
 Si no s’aconsegueix, acidosi metabòlica.
o Si la respiració normal es dificulta, s’elimina menys CO2 i la seva concentració plasmàtica augmenta -> pH més àcid -> els ronyons poden eliminar l’excés de protons.
 Si no s’aconsegueix, acidosi respiratòria.
- Ronyons: excreció renal de H+.
Les compensacions renals són més lentes que les respiratòries (24-48h), però més efectives.
Modifiquen el pH de 2 maneres: o Directament: excretant o reabsorbint H+.
o Indirectament: modificant el ritme d’excreció o reabsorció de bicarbonat.
Amortidors de pH que actuen als ronyons: o Amoníac (NH4+): NH3 + H+ NH4+ H2PO4o Ió fosfat (HPO42-): HPO42- + H+ + Acidosi: el ronyó secreta H al túbul mitjançant transport actiu directe o indirecte.
Malgrat la presència d’amortidors, el pH de la orina pot ser molt àcid (4’5).
Alcalosi: el ronyó fa el procés contrari -> excreta HCO3 i reabsorbeix H+ Transportadors de membrana que participen en els mecanismes de compensació renals: o Contratransportador=cotransportador bidireccional apical de Na+-H+: transportador actiu indirecte que intercanvia Na+ (entra a la cèl·lula) per H+ (surt).
o Cotransportador simportador basolateral de Na+-HCO3-: treu Na+ i HCO3- fora de la cèl·lula, cap al líquid intersticial.
o Bomba H+: mou H+ cap a la llum del túbul distal de la nefrona.
o Bomba H+-K+: introdueix H+ a la orina a canvi del K+ reabsorbit.
o Contratransportador=cotransportador bidireccional de Na+-NH4+: treu NH4- de la cèl·lula a canvi de Na+.
o Bomba Na+-K+ o Contratransportador=cotransportador bidireccional de HCO3—Cl-.
Les cèl·lules intercalades=cèl·lules I del túbul col·lector de la nefrona poden eliminar o reabsorbir H+ segons les necessitats. Tenen molta quantitat d’anhidrassa carbònica: enzim que permet la ràpida transformació de CO2 + H2O en H+ + HCO3-.
Trastorns de l’equilibri àcid-base A vegades els canvis de pH són tan grans que els 3 mecanismes compensatoris no poden mantenir la homeòstasi del pH.
- Acidosi respiratòria: hipoventilació -> retenció de CO2 -> PCO2 elevada -> més H+ i més HCO3- -> baixa el pH.
Problema d’origen respiratori -> compensació renal: o excreció de H+: puja el pH directament.
o reabsorció de HCO3-: proporciona un amortidor de pH addicional que es combina amb H+ -> menys H+ -> puja el pH.
Causa més freqüent: malaltia pulmonar obstructiva crònica (EPOC).
- Acidosi metabòlica: Més aportació de H+ que excreció -> augmenta la concentració de H+ -> més CO2.
Causa metabòlica més freqüent: producció de cossos cetònics: producte de la degradació excessiva dels àcids grassos que fa la cèl·lula quan no té glucosa (cetoacidosi diabètica).
També pot ser per pèrdua de bicarbonat (diarrea).
Compensació respiratòria gairebé instantània: CO2 i H+ elevats estimulen la ventilació -> baixa la PCO2.
Compensació renal: secreció de H+ i reabsorció de HCO3-.
- Alcalosi respiratòria: hiperventilació -> baixa la PCO2 -> menys H+ i menys HCO3-.
Causa més freqüent: hiperventilació histèrica (ansietat).
El pacient ha de respirar en una bossa -> torna a respirar el CO2 exhalat -> puja la PCO2.
Causa respiratòria -> compensació renal: excreció de HCO3- i reabsorció de H+.
- Alcalosi metabòlica: baixa la concentració de H+ -> baixa la PCO2 -> més HCO3-.
Causa més freqüent: vòmits excessius i ingestió excessiva d’antiàcids amb bicarbonat.
Compensació respiratòria ràpida: augment del pH i PCO2 baixa deprimeixen la ventilació -> s’excreta menys CO2 -> puja la PCO2 -> més H+ i més HCO3-.
Compensació renal: excreció HCO3- i reabsorció de H+.
...