Instituto Politécnico Nacional

Escuela Nacional de Ciencias Biológicas

Depto. Fisiología Humana

Practica N° 11 Función Renal.

Integrantes: Altamirano Rodríguez Rubén Carrera Martínez Juan Manuel Moreno Pérez Nehidy Denisse

Mundo Sánchez Ricardo Pérez Martínez Jessica Alejandra

Pineda Martínez Alexis

Profesores: Guzmán Velázquez Sonia

Miranda Bonilla Jesús Sandoval Herrera Vicente

Zamudio Hernández Sergio Roberto

Grupo: 5FV1

Equipo: 3

Resumen

El riñón está encargado del control de la osmolaridad y del volumen de los líquidos corporales. Al ser la principal vía de eliminación de los solutos (en primer lugar del NaCl), el riñón tiene la tarea imperativa de remover con la orina la carga diaria de solutos introducidos en exceso en la dieta. Tal carga osmolar puede eliminarse con un volumen variable de agua gracias a la capacidad del riñón para concentrar o diluir la orina. La regulación de la osmolaridad de los líquidos corporales se basa en la capacidad del riñón para eliminar o producir agua libre, es decir, la de restituir al plasma junto con los electrolitos. Por tanto este importante estudio de la función renal se llevó a cabo administrando por vía IP a dos ratas una solución hipertónica restringiendo a una la ingesta de agua y una control a la que se le administró una solución isotónica. Las mediciones se realizaron en una caja metabólica arrojando que a la rata a la que se le administra una solución hipertónica de NaCl al 6.0% presenta un aumento en la sed por estimulación del centro de la sed., una orina con mayor densidad, o bien, más concentrada por la excreción de NaCl, así como la excreción de un menor volumen de orina. De manera teórica se compararon los resultados, contrastando que el ANP inhibe el SRAA provocando excreción de sodio, la ADH reduce el volumen de orina y los osmorreceptores activan el centro de la sed e el hipotálamo.

Introducción

El riñón.

El riñón despliega una función de control esencial sobre la composición del plasma al regular la eliminación de agua y solutos a través de la orina. El riñón es un órgano parenquimatoso que se caracteriza por tener una estructura anatómica bastante compleja que refleja una refinada organización funcional.

Una región cortical, en la cual las arterias forman pequeños ovillos capilares ( glomérulos) donde la sangre es filtrada y recogida en la cápsula de Bowman. Que da inicio al túbulo contorneado proximal y de regreso está el túbulo contorneado distal.

Una región medular constituida por lobulillos donde se encuentra el asa de Henle y los vasos rectos.

Cada glomérulo con su túbulo constituye una unidad anatomofuncional de relativa independencia llamada nefrona. La sangre llega a la nefrona a través de la arteriola eferente y deja el glomérulo mediante una arteriola eferente, que origina la red capilar peritubular. El líquido plasmático filtrado por el glomérulo pasa y circula por el túbulo contorneado proximal, recorre el asa de Henle y luego las incurvaciones distales del túbulo, antes de ser recogido en el túbulo colector, que lo introduce en los conductos colectores. (Conti, 2010)

Figura 1. Estructura general del riñón.

Figura 2. Organización funcional de la nefrona, que explica el trayecto vascular arterial hasta el glomérulo. b) segundo esquema de la organización anatómica de la nefrona en el que se reconocen los aspectos funcionales.

Mecanismo de funcionamiento.

El riñón funciona con un filtro de dos estadios:

Un filtro molecular que retiene todas las células de la sangre y las macromoléculas y modera el paso de moléculas de peso comprendido entre 10 y 70 KDa.

Sistemas de translocación de iones y de cotransporte o antiporte permiten la reabsorción de alrededor del 97% de los solutos filtrados. Estos transportes se regulan de forma activa y constituyen la principal modalidad de regulación de la función renal. (Conti, 2010)

Regulación de la osmolaridad.

Para el correcto funcionamiento de las células del organismo, estas deben estar bañadas por un LEC con una concentración relativamente constante de electrolitos y otros solutos. La concentración total de solutos en el LEC y por tanto la osmolaridad, está determinada por la cantidad de soluto dividida en el LEC. De este modo la concentración de sodio del LEC y la osmolaridad están en gran parte reguladas por la cantidad de agua extracelular. El agua corporal, está controlada a su vez por: 1 el aporte de líquido el cual está regulado por los factores que determinan la sed 2. la excreción renal de agua controlada por los múltiples factores que influyen sobre la filtración glomerular y la reabsorción tubular. (Guyton, 2001)

Por lo que respecta al agua, y prácticamente a todos los electrolitos del cuerpo, el equilibrio entre los ingresos y las pérdidas se mantiene, en gran parte, por los riñones. Esta función reguladora se los riñones mantiene el ambiente estable que todas las células necesitan para llevar a cabo sus diferentes actividades. (Guyton, 2001)

La regulación renal de la excreción de Sodio es muy compleja e involucra la integración de diversos mecanismos, tanto hormonales como nerviosos, que se ponen en marcha por la activación de distintos receptores. (Tresguerres, 2010)

La osmolaridad de la orina puede variar de 50 a 1200 mosm/Kg de H2O. Aproximadamente con una osmolaridad plasmática normal alrededor de los 300 mosm/ Kg de H2O. El mecanismo que permite concentrar o diluir la orina se basa en el trasporte de la luz al intersticio de electrolitos que no son acompañados por agua en la rama ascendente del asa de Henle de la región medular renal. Por consiguiente el intersticio medular renal se vuelve hiperosmótico, mientras que la preorina se vuelve hipoosmótica la salida del asa de Henle. De este modo, la preorina avanza hacia el túbulo contorneado distal, para después descender atravesando la médula por los túbulos y conductos colectores; si durante este recorrido intercambia agua con el intersticio, la orina se concentra y puede volverse hiperosmótica, o permanecer hipoosmótica. (Conti, 2010)

Objetivo

. Determinar la función renal e la regulación de la osmolaridad plasmática para mantener la homeóstasis del organismo.

Desarrollo de la práctica

Figura 3. Metodología seguida en la práctica para evidenciar la actividad renal

Resultados.

Figura4. Efecto de la solución de NaCl a diferentes concentraciones administrado por vía intraperitoneal sobre el volumen de orina de ratas de laboratorio con y sin ingesta de agua.

En la gráfica de la figura 4. Podemos observar el volumen de orina excretada por las tres ratas, en el caso de la rata a la cual se le administro una solución Hipertónica (NaCl al 6%) y se le permitió beber agua se puede observar que no hubo un incremento importante en los volúmenes de excreción de orina comparada con la rata testigo (rata administrada con solución isotónica NaCl 0.9%)

Figura 5. Efecto de la solución de NaCl a diferentes concentraciones administrado por vía intraperitoneal sobre el volumen de agua ingerido de ratas de laboratorio.

en la gráfica de la figura 5. podemos observar que la rata con la administración de la solución hipertónica y a la cual se le permitió la ingesta de agua tiene una tendencia creciente a consumir volúmenes mayores de agua en comparación a la rata testigo

Figura6. Efecto de la solución de NaCl a diferentes concentraciones administrado por vía intraperitoneal sobre la densidad de la orina de ratas de laboratorio con y sin ingesta de agua.

En la figura 6. se puede observar una tendencia creciente en la densidad de la orina la cual llega a un máximo y disminuye posteriormente en la rata con agua a voluntadLa rata a la cual se le administro solución hipertónica (NaCl al 6%) pero no se le permitió la ingesta de agua, muestra un aumento en la densidad de la orina que consideramos poco significativo.

Discusiones

En la literatura se reporta lo siguiente que tiene que ver con el fundamento de la práctica y es importante mencionarlo para el posterior entendimiento de los fenómenos que se produjeron durante la experiencia:

En condiciones normales los riñones mantienen constantes los volúmenes de LEC al ajustar la excreción de sodio. Si la ingesta aumenta, los riñones aumentan su excreción, si disminuye los riñones reducen esta.

Si se añade una solución salina isotónica al compartimiento del líquido extracelular, la osmolaridad del líquido extracelular no se modifica; por lo tanto no se produce ósmosis a través de las membranas celulares, el único efecto es el aumento del volumen del líquido extracelular (Guyton, 2001 )

Si se añade una solución hipertónica al líquido extracelular, aumenta la osmolaridad extracelular y se produce ósmosis con salida de agua de las células al compartimiento extracelular. El resultado es un aumento del volumen extracelular, un descenso del volumen intracelular y una elevación en la osmolaridad (Guyton, 2001)

Una vez planteados estos primeros parámetros procederemos a analizar la figura 4. Donde se expresa el cambio en los niveles de orina de las ratas tratadas. En la rata testigo en la cual administramos una solución isotónica por vía IP, estamos provocando un aumento en el LEC sin cambio en la osmolaridad. El aumento del LEC provoca que el riñón deba de aumentar la producción de orina (en comparación con una rata a la que no se le ha administrado nada) , en este caso este será nuestro valor de referencia que compararemos con las ratas a las cuales se les administró la solución hipertónica de NaCl.

La rata a la cual se le administró la solución hipertónica y tuvo acceso al agua tuvo volúmenes de orina similares a los de la rata testigo, al haber un aumento en la osmolaridad la rata compensa este cambio al introducir agua al organismo y así diluir a las sales que están en exceso, por lo que su excreción de NaCl y agua debería verse aumentada o muy similar a la rata testigo que es justo lo que se expresa en los resultados.

En la rata que no pudo ingerir agua vemos valores muy por debajo a los de la rata control, esto ocurre ya que al tener un exceso de NaCl debe de aumentar la excreción de estos iones y a la vez reabsorber agua en los túbulos colectores por estimulación de la ADH para volver a valores normales la osmolaridad del LEC. Por lo que nuestros resultados concuerdan con la descripción teórica que nos indica que:

Cuando se produce un déficit de agua en el organismo el riñón elabora una orina concentrada por medio de la excreción continua de solutos aumentando la reabsorción de agua y disminuyendo el volumen de orina que se forma, el riñón humano puede producir una concentración urinaria de 1200 a 1400 mOsm/litro, de 4 a 5 veces la osmolaridad del plasma. (Trasguerre,2010)

Analizando la segunda gráfica que es la figura 5. Observamos que el volumen ingerido de agua de la rata a la que se aplicó una solución hipertónica por vía IP está por encima del volumen ingerido por la rata control. Al tener una concentración elevada de NaCl en el LEC el mecanismo compensatorio para esta perturbación es tomar agua. La rata no optará por hacer orina concentrada porque esto significa aumentar la tasa de trabajo del riñón, por lo que opta por aumentar el volumen del LEC para reestablever la osmolaridad de éste, teóricamente está indicado que:

Un aumento en la cantidad de sodio en el LEC llevará asociado un cambio en la osmolaridad. En esta situación se activarán osmorreceptores y el centro de la sed, que dará como respuesta una mayor ingesta de agua (Tresguerre,2010)

El centro de la sed se localiza en la parte anterolateral en el núcleo preóptico del hipotálamo.

Para analizar la gráfica delafigura6.nos damos cuenta que en comparación con rata control las ratas a las que se les administró una solución hipertónica tienen una orina más concentrada. Uno de los mecanismos implicados en estos resultados es el de la regulación dela osmolaridad por parte de la ADH

Figura 7. Mecanismo de retroacción de los osmorreceptores-ADH

Para la formación de una orina concentrada es fundamental la presencia de ADH, esta hormona aumenta la permeabilidad al agua de la membrana luminal de las células principales del túbulo colector, ya que promueve la fusión de vesículas que contienen a la proteína AQP-2 ( acuaporina 2 ) para dar lugar a la formación de canales de agua. La reabsorción de agua aumenta la osmolaridad del líquido en el interior del túbulo. (Tresguerres, 2010)

Otro de los factores a tomar en cuenta es la presencia del péptido natriurético auricular que inhibe la reabsorción del sodio, el corazón produce este péptido en las células musculares de la aurícula. Este péptido inhibe la secreción de la renina por los riñones además de actuar en la corteza suprarrenal donde inhibe la secreción de Aldosterona. El sistema de regulación llamado SRAA (sistema renina-angiotensina-aldosterona) como vemos en la figura 8 está implicado en la reabsorción del sodio

Figura 8. SRAA (sistema renina-angiotensina-aldosterona)

Por lo que al inhibirlo se realizará una mayor excreción de sodio aumentando la densidad de la orina.

Conclusiones

El efecto de la administración de una solución hipertónica en rata sobre la excreción de orina es la disminución del volumen de ésta

El efecto de la aplicación de una solución hipertónica en rata estimula el mecanismo de la sed

El efecto de la aplicación de una solución hipertónica en rata ocasiona un aumento en la densidad de la orina

El efecto de la aplicación de una solución hipertónica en rata aumenta la ingesta de agua del animal.

Cuestionario

1. Mencione las funciones del sistema Renal.

Formación de la orinaEliminación de desechos (urea, ácido úrico, medicamentos, aditivos, colorantes)Regulación de la osmolaridad Regulación de los volúmenes sanguíneos Regulación de la presión arterial. Regulación del equilibrio ácido-básicoSecreción de hormonas.

2. Explique cómo participa el riñón en la regulación osmótica y del pH. Realice un diagrama de bloques para cada caso

Para el control osmótico:

Para el control del pH

3. ¿Cuál es la función de las hormonas antidiurética y aldosterona sobre la función renal?

La principal acción de la ADH es el aumento de la permeabilidad del túbulo colector y distal renal al agua, disminuye así su secreción de orina, aumenta la concentración de la orina que será excretada. (Tresguerres, 2010) La ALD participa en la reabsorción de sodio a nivel del riñón y su mecanismo permite tener un efecto de aumento en la presión arterial

4. ¿En qué condiciones se requiere la participación de estas hormonas para mantener la osmolaridad?

La ADH actúa cuando hay una hiperosmolaridad y la ALD cuando hay una hipoosmolaridad en el plasma sanguíneo.

5. ¿Cuál es la importancia de la función renal para el mantenimiento dela homeostasis en el organismo?

La función renal es vital en la homeostasis porque a través de variables controladas como la reabsorción de sodio, excreción y absorción de H+, HCO3

- , reabsorción de agua ajusta las variables reguladas que son las que se necesitan mantener en valores con pocas variaciones para una correcta homeostasis como el mantenimiento de pH, la osmolaridad etc.

Bibliografía

Guyton.M.D.Arthur.C. 2001, Tratado de fisiología médica, décima edición, Mc Graw, Hill, México

Conti, Fiorenzo, 2010, Fisiología Médica, primera edición en español. Mc Graw Hill. México.

Tresguerres F.A.Jesús.et al. 2010.Fisiología Humana cuarta edición , Mc Graw Hill, México.