Capítulo 25: Compartimentos del Líquido Corporal

Pérdidas Sensibles

• Riñón (1400 mL).
• Heces (100 mL).
• Sudor (100 mL).

Pérdidas Insensibles

• Pulmón (300-400 mL).
• Piel (300-400 mL).

Compartimentos Principales del Líquido Extracelular (LEC)

• Líquido intersticial, que supone hasta más de 3/4 (11 L) del LEC.
• El plasma, que supone casi 1/4 del líquido extracelular o unos 3 L.

Hematocrito: Es la fracción de la sangre compuesta de eritrocitos. En hombres, es de 0.4 y en mujeres es 0.36.

Cationes Principales del Líquido Extracelular

• Sodio (el más importante).
• Potasio.
• Calcio.

Aniones Principales del Líquido Extracelular

• Cloro.
• Bicarbonato.
• Proteínas.

Cationes Principales del Líquido Intracelular

• Potasio.
• Magnesio.
• Sodio.

Aniones Principales del Líquido Intracelular

• Fosfato.
• Proteínas.
• Bicarbonato.

Conceptos Clave en Fisiología de Líquidos

Ósmosis: Se define ósmosis como una difusión pasiva, caracterizada por el paso del agua, a través de la membrana semipermeable, desde la solución más diluida a la más concentrada.

Presión Osmótica: Aquella que sería necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable.

Osmolalidad: Cuando la concentración se expresa en osmoles por kg de agua.

Osmolaridad: Cuando se expresa en osmoles por litro de solución.

Líquidos Isotónicos, Hipotónicos e Hipertónicos

1. Isotónico: Cuando no hay cambios.
2. Hipotónico: Cuando la célula se hincha.
3. Hipertónico: Cuando la célula se encoge.

Capítulo 26: Anatomía Funcional y Formación de Orina en los Riñones

Riego Sanguíneo: 22% del gasto cardíaco o 1100 mL/min.

Nefrona: Unidad funcional del riñón.

Componentes de Cada Nefrona

• Un penacho de capilares glomerulares llamado glomérulo.
• Un túbulo largo en el que el líquido filtrado se convierte en orina en su camino a la pelvis del riñón.

Capilares Glomerulares: Están revestidos de células epiteliales y todo el glomérulo está cubierto por la cápsula de Bowman.

Nefronas Corticales: Tienen glomérulos localizados en la corteza externa y tienen asas de Henle cortas que penetran solo una distancia corta en la médula.

Nefronas Yuxtamedulares: Alrededor del 20-30% tienen glomérulos que se disponen en la profundidad de la corteza renal cerca de la médula y tienen asas de Henle grandes que discurren hasta la médula.

Micción: Es el proceso mediante el cual la vejiga urinaria se vacía cuando está llena.

Longitud de los Uréteres en Adultos

25 a 35 cm.

Procesos Renales de Excreción

1. La filtración glomerular de sustancias en la sangre.
2. La reabsorción de sustancias de los túbulos renales hacia la sangre.
3. La secreción de sustancias desde la sangre hacia los túbulos renales.

Etapas de la Formación de Orina

• Filtración.
• Reabsorción.
• Secreción.
• Excreción.

Secreción Tubular: Proceso opuesto a la reabsorción; las moléculas son transportadas de la sangre peritubular a las células epiteliales tubulares al filtrado del túbulo.

Ejemplos de Sustancias

• Sustancia A: Creatinina.
• Sustancia B: Urea.
• Sustancia C: Glucosa o aminoácidos.
• Sustancia D: Creatinina.

Capítulo 27: Filtración Glomerular, Flujo Sanguíneo Renal y su Control

Filtración Glomerular: Es la filtración de grandes cantidades de líquidos a través de los capilares glomerulares en la cápsula de Bowman, casi 180 L al día.

Capilares Glomerulares: Son relativamente impermeables a las proteínas, de manera que el líquido filtrado (llamado filtrado glomerular) carece prácticamente de proteínas y elementos celulares, incluidos los eritrocitos.

Factores que Determinan la Filtración Glomerular

• El equilibrio de las fuerzas hidrostáticas y coloidosmóticas.
• Coeficiente de filtración capilar (Kf).

Volumen de Filtración Glomerular (FG) en un Adulto Medio

125 mL/min o 180 L/día.

Capas de la Membrana Capilar Glomerular

1. El endotelio capilar.
2. Una membrana basal.
3. Podocitos.

Membrana Capilar Glomerular: Es más gruesa que la de la mayoría de los otros capilares, pero es también mucho más porosa y por tanto filtra líquido con mayor intensidad.

Albúmina: Se filtra y aparece en la orina, un trastorno conocido como proteinuria o albuminuria.

Fuerzas que Impulsan la Filtración

• Presión hidrostática glomerular = 60 mmHg.
• Presión coloidosmótica glomerular = 32 mmHg.
• Presión en la cápsula de Bowman = 18 mmHg.

Presión Coloidosmótica en la Cápsula de Bowman: Para efectos de filtrado, es de 0 mmHg.

Coeficiente de Filtración (Kf): Es una medida del producto de la conductividad hidráulica y el área superficial de los capilares glomerulares.

Factores que Disminuyen la Filtración Glomerular

• Diabetes mellitus no controlada.
• Hipertensión arterial no controlada.

Factores que Reducen la FG: El aumento de la presión hidrostática en la cápsula de Bowman y el aumento de la presión coloidosmótica capilar glomerular.

Factores que Incrementan la FG: El aumento de la presión hidrostática capilar glomerular.

Regulación Fisiológica de la FG: La principal forma de regular fisiológicamente la FG son los cambios en la presión hidrostática glomerular.

Variables de la Presión Hidrostática Glomerular

• Presión arterial.
• Resistencia arteriolar aferente.
• Resistencia arteriolar eferente.

Objetivo del Flujo Sanguíneo Renal: Es aportar suficiente plasma para la elevada filtración glomerular necesaria para una regulación precisa de los volúmenes del líquido corporal y las concentraciones de solutos.

Determinantes del Flujo Sanguíneo Renal

Está determinado por el gradiente de presión a través de los vasos renales (la diferencia entre las presiones hidrostáticas en la arteria renal y en la vena renal) dividido entre la resistencia vascular total renal.

Autorregulación Renal: Es donde el riñón mantiene una filtración constante.

Hormonas y Autacoides que Influyen en la Filtración Glomerular (FG)

• La noradrenalina, la adrenalina y la endotelina contraen los vasos sanguíneos renales y reducen la FG.
• La angiotensina II contrae preferentemente las arteriolas eferentes en la mayoría de los estados fisiológicos, lo que tiende a reducir la FG.
• El óxido nítrico derivado del endotelio reduce la resistencia vascular renal y aumenta la FG.
• Las prostaglandinas y la bradicinina reducen la resistencia vascular renal y tienden a aumentar la FG.

Endotelina: Es un péptido que pueden liberar las células endoteliales vasculares lesionadas de los riñones, así como de otros tejidos.

Impacto de los Cambios en la Presión Arterial sobre el Volumen de Orina

Los cambios en la presión arterial suelen ejercer un efecto mucho menor sobre el volumen de orina por dos razones:

1. La autorregulación renal impide los grandes cambios en la FG que de otra forma se producirían.
2. Hay mecanismos adaptativos adicionales en los túbulos renales que provocan un incremento de su reabsorción cuando la FG aumenta.

Equilibrio Glomerulotubular: Mecanismos adaptativos adicionales en los túbulos renales que provocan un incremento de su reabsorción cuando la FG aumenta.

Componentes del Mecanismo de Retroalimentación Tubuloglomerular

El mecanismo de retroalimentación tubuloglomerular tiene dos componentes que actúan juntos en el control de la FG:

1. Un mecanismo de retroalimentación arteriolar aferente.
2. Un mecanismo de retroalimentación arteriolar eferente.

Efectos de la Reducción de Cloruro de Sodio en la Mácula Densa

La reducción de la concentración de cloruro de sodio inicia una señal que parte de la mácula densa y tiene dos efectos:

• Reduce la resistencia al flujo sanguíneo en las arteriolas aferentes, lo que eleva la presión hidrostática glomerular y ayuda a normalizar la FG.
• Aumenta la liberación de renina en las células yuxtaglomerulares de las arteriolas aferente y eferente.

Angiotensina II: Contrae las arteriolas eferentes, con lo que aumenta la presión hidrostática glomerular y ayuda a normalizar la FG.

Autorregulación Miógena del Flujo Sanguíneo Renal y la FG: Es la capacidad de cada vaso sanguíneo de resistirse al estiramiento durante el aumento de la presión arterial, un fenómeno denominado mecanismo miógeno.

Hiperglucemia: Aumenta el flujo sanguíneo renal y la TFG.

Capítulo 28: Reabsorción y Secreción Tubular

Procesos Básicos de la Formación de Orina en el Riñón

1. Filtración glomerular.
2. Reabsorción tubular.
3. Secreción tubular.

Sustancia con Reabsorción del 100%

La glucosa.

Sustancias con Reabsorción Superior al 99%

• Bicarbonato.
• Sodio.
• Cloruro.

Sustancias con Reabsorción Inferior al 99%

• Potasio.
• Urea.

Sustancia con 0% de Reabsorción

Creatinina.

Productos de Desecho: Se reabsorben mal en los túbulos y se excretan en grandes cantidades:

• Urea.
• Creatinina.

Vía Transcelular: Puede transportar agua y solutos.

Mecanismo de Reabsorción de Sustancias

Primero debe ser transportada a través de las membranas del epitelio tubular hasta el líquido intersticial renal y luego a través de la membrana capilar peritubular hasta la sangre.

Transporte Activo: Puede mover un soluto en contra de un gradiente electroquímico y para ello precisa energía del metabolismo.

Transporte Activo Primario: El acoplado directamente a una fuente de energía, como la hidrólisis del ATP. Ejemplo: la bomba de (ATPasa) sodio-potasio.

Transporte Activo Secundario: El que está acoplado indirectamente a una fuente de energía, como el debido a un gradiente de iones.

Ósmosis: El agua siempre se reabsorbe por un mecanismo físico pasivo (no activo), que significa difusión de agua desde una zona de baja concentración de solutos (alta concentración de agua) a otra de concentración alta de solutos (baja concentración de agua).

Vías de Reabsorción y Secreción de Solutos

Pueden reabsorberse o secretarse a través de las células por vía transcelular o entre las células moviéndose a través de las uniones estrechas y los espacios intercelulares siguiendo la vía paracelular.

Sodio: Es una sustancia que se desplaza por las dos vías, aunque la mayor parte lo hace a través de la vía transcelular.

Túbulo Proximal: El agua se reabsorbe también a través de la vía paracelular.

Importancia del Transporte Activo Primario: Puede mover los solutos en contra de un gradiente electroquímico.

Transportadores Activos Primarios en los Riñones

1. La ATPasa sodio-potasio (Principal transporte activo).
2. La ATPasa hidrógeno.
3. La ATPasa hidrógeno-potasio.
4. La ATPasa calcio.

Características del Túbulo Proximal

Hay un borde en cepillo extenso en el lado luminal de la membrana (el lado que está en contacto con la luz tubular) que multiplica aproximadamente por 20 la superficie.

Ejemplo de Transporte Activo Primario: Es la reabsorción de iones de sodio a través de la membrana proximal.

Pasos de la Reabsorción Neta de Iones Sodio

La reabsorción neta de los iones sodio desde la luz tubular hacia la sangre supone al menos tres pasos:

1. El sodio se difunde a través de la membrana luminal (también llamada membrana apical) al interior de la célula.
2. El sodio es transportado a través de la membrana basolateral contra un gradiente electroquímico por la acción de la bomba ATPasa sodio-potasio.
3. El sodio, el agua y otras sustancias se reabsorben del líquido intersticial hacia los capilares peritubulares por ultrafiltración.

Ultrafiltración: Un proceso pasivo gobernado por gradientes de presión hidrostática y coloidosmótica.

Transporte Activo Secundario: No precisa energía que proceda del ATP. Por el contrario, la fuente directa de energía es la liberada por la difusión facilitada simultánea de otra sustancia transportada a favor de su propio gradiente.

Reabsorción de Glucosa Filtrada

• El 90% de la glucosa filtrada es reabsorbida por SGLT2 en la primera parte del túbulo proximal (segmento S1).
• El 10% residual es transportado por SGLT1 en los segmentos posteriores del túbulo proximal.

Secreción Activa Secundaria: Es la secreción activa de iones hidrógeno acoplada a la reabsorción de sodio en la membrana luminal del túbulo proximal.

Pinocitosis: Mecanismo de transporte activo para reabsorber proteínas. Un tipo de endocitosis. En este proceso, la proteína se une al borde en cepillo de la membrana luminal.

Reabsorción de Macromoléculas (Proteínas): El túbulo proximal reabsorbe moléculas grandes como las proteínas.

Transporte Máximo (Tm): Para la mayoría de las sustancias que se reabsorben o excretan activamente hay un límite en la intensidad con la que pueden transportarse.

Ejemplo de Transporte Máximo: Sistema de transporte de la glucosa en el túbulo proximal.

Transportes Máximos Importantes para las Sustancias por los Túbulos

• Reabsorción: Glucosa, fosfato, sulfato, aminoácidos, urato, lactato y proteína plasmática.
• Secreción: Creatinina y ácido paraaminohipúrico.

Arrastre de Disolvente: A medida que el agua se mueve a través de las uniones estrechas por ósmosis, también puede llevar algunos de los solutos.

Hormona Antidiurética (ADH) y Permeabilidad al Agua: Aumenta mucho la permeabilidad al agua en los túbulos distal y colector.

Reabsorción de Cloro: Los iones cloro pueden reabsorberse también mediante un transporte activo secundario.

Mecanismo de Reabsorción de Cloro: Proceso activo secundario importante para la reabsorción del cloro consiste en el cotransporte del cloro con el sodio a través de la membrana luminal.

Reabsorción de Urea: La urea se reabsorbe de forma pasiva del túbulo, pero en un grado mucho menor que el cloro.

• Porcentaje de reabsorción de urea: 50%
• Porcentaje de reabsorción de cloro: 99%

Reabsorción de Creatinina: La creatinina, es una molécula aún mayor que la urea y prácticamente no atraviesa la membrana tubular. Por tanto, la mayor parte de la creatinina filtrada en el glomérulo se excreta en la orina y tan solo una mínima cantidad se reabsorbe.

Reabsorción en el Túbulo Proximal

Alrededor del 65% de la carga filtrada de sodio y agua y algo menos del cloro filtrado se reabsorbe normalmente en el túbulo proximal antes de que el filtrado alcance el asa de Henle.

Células Epiteliales Tubulares Proximales: Tienen un metabolismo alto y un gran número de mitocondrias para apoyar los potentes procesos de transporte activo.

Sustancias Secretadas en el Túbulo Proximal

• Hidrógeno.
• Ácidos orgánicos.
• Bases.
• Sales biliares.
• Oxalato.
• Urato.
• Catecolaminas.
• Creatinina.
• Ácido úrico.
• Fármacos o toxinas.

Sustancias Reabsorbidas (65%) en el Túbulo Proximal

• Agua.
• Sodio.
• Cloro.

Segmentos del Asa de Henle y sus Funciones

El asa de Henle consta de tres segmentos con funciones diferentes:

• Segmento descendente fino: 20% agua y es permeable al agua.
• Segmento ascendente fino.
• Segmento ascendente grueso: 25% sodio, cloro y potasio, es impermeable al agua.

Sitio de Acción de los Diuréticos de Asa

Rama ascendente gruesa del asa de Henle.

Diuréticos de Asa

• Furosemida.
• Ácido etacrínico.
• Bumetanida.

En el asa ascendente gruesa, el movimiento del sodio a través de la membrana luminal está mediado sobre todo por un cotransportador de 1-sodio, 2-cloruro, 1-potasio (NKCC2).

Vaciado en el Túbulo Distal: Segmento grueso de la rama ascendente del asa de Henle.

Complejo Yuxtaglomerular: Estructura renal que regula la presión arterial y la filtración glomerular.

Segmento Diluyente: Reabsorbe con avidez la mayoría de los iones, incluidos el sodio, el potasio y el cloro. Pero es casi totalmente impermeable al agua y a la urea.

Primera Parte del Túbulo Contorneado Distal: Reabsorbe el 5% de la carga filtrada de cloruro de sodio.

Células de la Porción Final de los Túbulos Distales y Colectores Corticales

Están compuestos de dos tipos especiales de células:

• Células principales: Reabsorben sodio (Na⁺) y agua (H₂O) de la luz y secretan iones potasio (K⁺) a la luz.
• Células intercaladas: Las células intercaladas de tipo A reabsorben iones potasio (K⁺) y secretan iones hidrógeno (H⁺) a la luz tubular.

Regulación de la Reabsorción de Na⁺ y Secreción de K⁺ en Células Principales

Depende de la actividad de la bomba ATPasa Na⁺-K⁺ presente en la membrana basolateral de cada célula.

Mecanismo de Secreción de K⁺ en Células Principales

La secreción de K⁺ por estas células desde la sangre y hacia la luz tubular se hace en dos pasos:

1. El potasio entra en la célula por la acción de la bomba ATPasa Na⁺-K⁺.
2. Una vez en la célula, el potasio se difunde siguiendo su gradiente de concentración a través de la membrana luminal.

Células Intercaladas: Pueden secretar o reabsorber iones hidrógeno, bicarbonato y potasio.

• Proporción de Células Principales: 60%
• Proporción de Células Intercaladas: 30-40%

Células Intercaladas Tipo A: Secretan iones hidrógeno mediante un transportador hidrógeno ATPasa y un transportador hidrógeno potasio-ATPasa.

Las células intercaladas tipo A son especialmente importantes en la eliminación de iones hidrógeno a la vez que se reabsorbe bicarbonato en la acidosis.

Células Intercaladas Tipo B: Tienen funciones opuestas a las de tipo A y secretan bicarbonato en la luz tubular a la vez que reabsorben iones hidrógeno en la alcalosis.

Diuréticos Ahorradores de Potasio

• Antagonistas del receptor de mineralocorticoides.
• Bloqueadores de los canales de sodio.

Antagonistas del Receptor de Mineralocorticoides

• Espironolactona.
• Esplerenona.

Bloqueadores de los Canales de Na⁺

• Amilorida.
• Triamtereno.

Conductos Colectores Medulares

Reabsorben menos del 10% del H₂O y del Na⁺ filtrados, son el lugar final de procesamiento de la orina; por ello, desempeñan una función muy importante en la determinación de la eliminación final en la orina de agua y de solutos.

Características de los Conductos Colectores Medulares

1. La permeabilidad al agua del conducto colector medular está controlada por la concentración de ADH.
2. Es permeable a la urea.
3. Es capaz de secretar iones hidrógeno contra un gran gradiente de concentración, como ocurre en el túbulo colector cortical.

Equilibrio Glomerulotubular: Es la capacidad intrínseca de los túbulos de aumentar su reabsorción en respuesta a una mayor carga tubular (un aumento del flujo tubular).

Hormonas Reguladoras de la Reabsorción Tubular

• Aldosterona (recolección de túbulos y conductos).
• Angiotensina II (túbulo proximal, asa ascendente gruesa de Henle, túbulo distal y túbulo colector).
• ADH (túbulo distal/túbulo y conducto colector).
• Péptido natriurético auricular (túbulo distal/túbulo y conducto colector).
• Hormona paratiroidea (túbulo proximal, asa ascendente gruesa de Henle y túbulo distal).

Capítulo 29: Concentración y Dilución de Orina

Regulación del Agua Corporal Total

1. Ingestión de líquido.
2. Excreción renal del agua.

Osmolaridad de la Orina: 50 mOsm/L – 1200/1400 mOsm/L.

Control de la Concentración de Orina: Hormona antidiurética.

Mecanismos Renales para la Excreción de Orina Diluida

Cuando existe un gran exceso de agua en el organismo, el riñón puede excretar hasta 20 L/día de orina diluida, con una concentración de tan solo 50 mOsm/L.

Osmolaridad Plasmática: 300 mOsm/L.

Solutos Excretados en la Orina

• Creatinina.
• Urea.

Segmento Grueso del Asa Ascendente de Henle: Se reabsorben con avidez el sodio, el potasio y el cloruro. Pero esta porción del segmento tubular es impermeable al agua incluso en presencia de grandes cantidades de ADH.

Mecanismo de Formación de Orina Diluida: Consiste en la reabsorción continua de solutos en los segmentos distales del sistema tubular mientras no se reabsorbe el agua. Si falta la ADH, la orina se diluye más en la parte final del túbulo distal y en los conductos colectores, con lo que se excreta un gran volumen de orina diluida.

Capacidad Renal para Formar Orina Concentrada: Es esencial para la supervivencia de los mamíferos terrestres, incluidos los seres humanos.

Respuesta Renal a la Deficiencia de Agua: Los riñones forman orina concentrada mediante la excreción continua de solutos mientras aumenta la reabsorción de agua y reduce el volumen de orina formada.

Volumen Obligatorio de Orina: Un ser humano normal de 70 kg debe ingerir unos 600 mOsm/día de soluto. Si la capacidad de concentración máxima es de 1200 mOsm/L, el volumen mínimo de orina que debe excretarse se calcula: 600 mOsm/día ÷ 1200 mOsm/L = 0.5 L/día.

Densidad Específica de la Orina: Se usa a menudo en los centros clínicos para proporcionar una rápida estimación de la concentración de solutos en orina. Cuanto más concentrada es la orina, mayor es su densidad específica. La densidad específica de la orina aumenta linealmente al hacerlo su osmolaridad.

Requisitos para la Formación de Orina Concentrada

1. Una concentración elevada de ADH.
2. Una elevada osmolaridad del líquido del intersticio medular renal.

Factores Limitantes de la Concentración de Orina: Está limitada por la concentración de ADH y el grado de hiperosmolaridad de la médula renal.

Nefrona Yuxtamedular: Se encarga de concentrar la orina.

Proceso de Hiperosmolaridad del Intersticio Medular Renal

En este proceso participa el mecanismo multiplicador de contracorriente.

Mecanismo Multiplicador de Contracorriente: Este mecanismo depende de la disposición anatómica especial de las asas de Henle y de los vasos rectos, los capilares peritubulares especializados de la médula renal.

Estructuras Paralelas a las Asas Largas de Henle: Los vasos rectos.

Factores que Aumentan la Concentración de Solutos en la Médula Renal

1. El transporte activo de iones de sodio y el cotransporte de iones de potasio, cloro.
2. El transporte activo de iones desde los conductos colectores hacia el intersticio medular.
3. La difusión facilitada de urea desde los conductos colectores de la médula interna hacia el intersticio medular.
4. La difusión de pequeñas cantidades de agua desde los túbulos medulares hacia el intersticio medular.

Características del Asa de Henle que Retienen Solutos

Una razón importante de la elevada osmolaridad medular es el transporte activo de sodio y el cotransporte de iones potasio, cloro y otros desde el asa ascendente gruesa de Henle hacia el intersticio.

Mecanismos de Hiperosmolaridad Medular Renal

1. La bomba de iones activa de la rama ascendente gruesa del asa de Henle reduce la concentración intersticial.
2. El límite del gradiente es de unos 200 mOsm/L.
3. El líquido tubular en la rama descendente del asa de Henle y el líquido intersticial alcanzan con rapidez el equilibrio osmótico.
4. Un flujo adicional de líquido hacia el asa de Henle desde el túbulo proximal.
5. El líquido que está en la rama descendente alcanza el equilibrio con el líquido intersticial medular hiperosmótico.

Función del Multiplicador por Contracorriente: Aumentar las concentraciones de orina mediante la hiperosmolaridad de la médula renal.

Función del Túbulo Distal y Conductos Colectores en la Excreción de Orina Concentrada

Cuando el líquido tubular deja el asa de Henle y fluye hacia el túbulo contorneado distal en la corteza renal, el líquido se diluye, con una osmolaridad de solo 100 a 140 mOsm/L.

Urea: Contribuye a alrededor de un 40-50% de la osmolaridad (500-600 mOsm/L) del intersticio medular renal cuando el riñón está formando una orina concentrada al máximo. Al contrario que el NaCl, la urea se reabsorbe de forma pasiva desde el túbulo.

Principal Soluto en la Osmolaridad Medular: Cloruro de sodio.

Segmentos Impermeables a la Urea: La rama gruesa del asa de Henle, el túbulo distal y el túbulo colector cortical.

Urea y NaCl: Contribuyen a la hiperosmolaridad del intersticio renal alrededor de un 40-50%.

NaCl: Principal contribuyente.

Transportadores UT-A1 y UT-A3: Hacen que la urea difunda hacia el intersticio medular.

Segmentos Tubulares con Orina Más Concentrada

El túbulo colector, específicamente en la parte medular.

Estímulo para la Liberación de ADH: Aumento de la osmolaridad.

Túbulo Proximal: Alrededor del 65% de la mayoría de los electrolitos filtrados se reabsorben en el túbulo proximal, el agua también difunde a través de la membrana tubular por ósmosis.

La difusión de agua a través del epitelio tubular proximal es facilitada por el canal de agua acuaporina 1; la osmolaridad del líquido sigue siendo 300 mOsm/L.

Asa Ascendente de Henle: A medida que el líquido fluye por el asa descendente de Henle, el agua se reabsorbe hacia la médula. La rama descendente contiene también AQP-1 y es muy permeable al agua.

La osmolaridad del líquido que fluye a través del asa descendente es de unos 1200 mOsm/L cuando la concentración sanguínea de ADH es elevada.

Asa Ascendente Fina de Henle: Es prácticamente impermeable al agua, pero reabsorbe parte del cloruro de sodio. Parte de la urea absorbida en el intersticio medular a partir de los conductos colectores también difunde a la rama ascendente.

Asa Ascendente Gruesa de Henle: Es prácticamente impermeable al agua, pero grandes cantidades de sodio, cloro y potasio y otros tipos de iones se transportan activamente desde el túbulo hacia el intersticio medular, lo que reduce la concentración a unos 100 mOsm/L.

Primera Parte del Túbulo Distal: Tiene propiedades similares a las del asa ascendente gruesa de Henle, de manera que la dilución del líquido tubular a unos 50 mOsm/L tiene lugar a medida que los solutos se reabsorben mientras el agua permanece en el túbulo.

Parte Final del Túbulo Distal y Túbulos Colectores Corticales: Al final del túbulo distal y en los túbulos colectores corticales, la osmolaridad del líquido depende de la concentración de ADH. Pero la urea no es muy difusible en esta parte de la nefrona. Sin ADH se reabsorbe poca agua en la parte final del túbulo distal y en el túbulo colector cortical.

Conductos Colectores Medulares Internos (1200-1400 mOsm/L): La concentración de líquido en los conductos colectores medulares internos también depende de la ADH y la osmolaridad del intersticio medular circundante establecida por el mecanismo de contracorriente. En presencia de grandes cantidades de ADH, estos conductos son muy permeables al agua.

Principal Soluto Contribuyente a la Hiperosmolaridad Medular: Cloruro de sodio.

Sodio: Es el ion más abundante del compartimento extracelular. La concentración plasmática de sodio está regulada normalmente dentro de unos límites estrechos de 140 a 145 mEq/L, con una concentración media de unos 142 mEq/L. La osmolaridad tiene unos 300 mOsm/L de media.

Sistema de Retroalimentación Osmorreceptor-ADH

• Aumento de la osmolaridad en el plasma: retrae las células.
• Envía señales para la hormona antidiurética.
• Liberación de ADH.
• ADH viaja del sistema nervioso central al riñón.
• ADH en riñón aumenta la permeabilidad en agua por acuaporinas.

Control de la Liberación de ADH por Reflejos Cardiovasculares

La liberación de ADH está controlada por reflejos cardiovasculares que responden a reducciones de la presión arterial:

1. Reflejos de barorreceptores arteriales.
2. Reflejos cardiopulmonares.

Reflejos Cardiopulmonares: Se originan en regiones de presión alta de la circulación, como el cayado aórtico y el seno carotídeo, y en regiones de presión baja, en especial en las aurículas del corazón.

Otros Estímulos para la Secreción de ADH

Además del aumento de la osmolaridad, otros dos estímulos incrementan la secreción de ADH:

1. La reducción de la presión arterial.
2. La reducción del volumen sanguíneo.

Principal Estímulo para la Liberación de ADH: La hiperosmolaridad es el aumento de sodio.

Estímulos de la Sed

• Aumento de la osmolaridad del líquido extracelular.
• Las reducciones del volumen del líquido extracelular y de la presión arterial.
• Angiotensina II.
• La sequedad de la boca y la mucosa del esófago.
• Los estímulos digestivos y faríngeos.

Umbral de la Sed: Cuando la concentración de sodio aumenta solo alrededor de 2 mEq/L por encima de lo normal, se activa el mecanismo de la sed que provoca el deseo de beber agua.

Capítulo 31: Regulación Ácido-Base

Ácidos: Moléculas que contienen átomos de hidrógeno que pueden liberar iones hidrógeno en una solución.

Base: Es un ion o una molécula que puede aceptar un hidrógeno.

Álcali: Es una molécula formada por la combinación de uno o más metales alcalinos como ser sodio, potasio y litio, con un ion básico como el ion hidroxilo.

Ácido Fuerte: Es aquel que se disocia rápidamente y libera grandes cantidades de hidrógeno a la solución.

pH Intracelular: Suele ser algo inferior al del plasma porque el metabolismo de las células produce ácidos, sobre todo ácido carbónico (H₂CO₃). Oscila entre 6 y 7.4.

pH de la Orina: Puede oscilar entre 4.5 y 8 dependiendo del estado ácido-base del líquido extracelular.

Sistemas Primarios de Regulación del pH

Sistemas primarios que regulan la concentración de H⁺ en los líquidos orgánicos para evitar tanto la acidosis como la alcalosis:

1. Sistema de amortiguadores, es el más rápido (actúa en segundos).
2. Sistema respiratorio, de 12-18 respiraciones cuando un paciente entra en acidosis (actúa en minutos).
3. Sistema renal, es el más efectivo e importante (actúa en horas a días).

Amortiguador (Buffer): Es cualquier sustancia capaz de unirse de manera reversible a los H⁺.

Amortiguadores Fisiológicos Importantes

• Sistema amortiguador de bicarbonato (más importante).
• Sistema amortiguador de fosfato.
• Las proteínas como amortiguadores intracelulares importantes.

Ejemplos de Ácidos Fuertes y Débiles

• Ácido Fuerte: HCl (ácido clorhídrico).
• Ácido Débil: H₂CO₃ (ácido carbónico).

Sistema Amortiguador de Bicarbonato: Consiste en una solución acuosa con dos componentes:

1. Un ácido débil, H₂CO₃.
2. Una sal bicarbonato, por ejemplo, bicarbonato de sodio (NaHCO₃).

Sistema Amortiguador de Fosfato: No es importante como amortiguador del líquido extracelular, interviene activamente en la amortiguación del líquido de los túbulos renales y de los líquidos intracelulares.

Importancia del Amortiguador de Fosfato en los Túbulos Renales

El amortiguador del fosfato es especialmente importante en los líquidos tubulares de los riñones por dos razones:

1. El fosfato suele concentrarse mucho en los túbulos, donde incrementa la potencia de amortiguación del sistema de fosfato.
2. El pH del líquido tubular suele ser considerablemente menor que el líquido extracelular.

Las Proteínas como Amortiguadores Intracelulares: Alrededor del 60-70% de la amortiguación química total de los líquidos orgánicos se produce en el interior de las células.

Control Renal del Equilibrio Ácido-Base: Los riñones controlan el equilibrio ácido-base excretando orina ácida o básica.

Mecanismos Renales de Regulación del H⁺

Los riñones regulan la concentración de H⁺ en el líquido extracelular mediante tres mecanismos básicos:

1. Secreción de H⁺.
2. Reabsorción de los HCO₃¯ filtrados.
3. Producción de nuevos HCO₃¯.

Secreción de H⁺ y Reabsorción de HCO₃¯ en los Túbulos Renales: Tienen lugar en casi todas las porciones de los túbulos, salvo en las ramas finas ascendente y descendente de las asas de Henle.

Alrededor del 80-90% de la reabsorción de HCO₃¯ (y de la secreción de H⁺) se produce en los túbulos proximales.

En la porción gruesa ascendente del asa de Henle se reabsorbe otro 10% del HCO₃¯ filtrado y el resto en los túbulos distales y los conductos colectores.

Secreción de H⁺ en la Luz Tubular: Las células epiteliales del túbulo proximal, el segmento grueso ascendente del asa de Henle y la primera parte del túbulo distal secretan H⁺ hacia la luz tubular mediante un contratransporte de sodio-hidrógeno.

Reabsorción de Iones Bicarbonato: Los iones bicarbonato no atraviesan fácilmente las membranas luminales de las células de los túbulos renales; por tanto, el HCO₃¯ que se filtra por el glomérulo no puede reabsorberse directamente.

Transporte Activo Primario de H⁺ en el Epitelio Tubular: El epitelio tubular secreta iones hidrógeno mediante un transporte activo primario.

Factores que Incrementan la Secreción de H⁺ y Reabsorción de HCO₃¯

• Aumento de la presión de CO₂.
• Aumento de hidrógeno y disminución de HCO₃¯.
• Disminución del volumen del líquido extracelular.
• Aumento de angiotensina II.
• Aumento de aldosterona.
• Hipopotasemia.

Factores que Disminuyen la Secreción de H⁺ y Reabsorción de HCO₃¯

• Disminución de la presión de CO₂.
• Disminución de hidrógeno y aumento de HCO₃¯.
• Aumento del volumen del líquido extracelular.
• Disminución de angiotensina II.
• Disminución de aldosterona.
• Hiperpotasemia.

Capítulo 70: Metabolismo de las Proteínas

Aminoácidos: Principales componentes de las proteínas.

Concentración de Aminoácidos en Sangre: La concentración normal de aminoácidos en la sangre está entre 35 y 65 mg/dL, que es un promedio de aproximadamente 2 mg/dL para cada uno de los 20 aminoácidos.

Tipos Principales de Proteínas Plasmáticas

Los principales tipos de proteínas presentes en el plasma son: albúmina, globulina y fibrinógeno.

Funciones de las Proteínas Plasmáticas

• La albúmina proporciona presión coloidosmótica al plasma para evitar la salida del plasma por los capilares.
• La globulina cumple diferentes funciones enzimáticas en el plasma.
• El fibrinógeno se polimeriza en largos filamentos de fibrina durante la coagulación sanguínea.

Formación de Proteínas Plasmáticas: Casi toda la albúmina y el fibrinógeno de las proteínas plasmáticas, así como del 50% al 80% de las globulinas se forman en el hígado.

Aminoácidos Esenciales: No se pueden sintetizar o se sintetizan en cantidades demasiado pequeñas para satisfacer las necesidades del cuerpo.

Aminoácidos No Esenciales: Presentes en las proteínas animales se pueden sintetizar en las células.

Ejemplos de Aminoácidos Esenciales

• Histidina.
• Isoleucina.
• Leucina.
• Lisina.
• Metionina.
• Fenilalanina.
• Treonina.
• Triptófano.
• Valina.

Ejemplos de Aminoácidos No Esenciales

• Alanina.
• Glicina.
• Serina.
• Cisteína.
• Ácido aspártico.
• Ácido glutámico.
• Asparagina.
• Glutamina.
• Tirosina.
• Prolina.

Actina y Miosina: Proteínas que provocan contracción muscular.

Desaminación: Se produce principalmente por transaminación, lo que significa transferencia del grupo amino a alguna sustancia aceptora. Este proceso es el inverso del proceso de síntesis de aminoácidos.

Glucogenia y Cetogenia: Ciertos aminoácidos desaminados se asemejan a los sustratos normalmente utilizados por las células, sobre todo las hepáticas, para sintetizar glucosa o ácidos grasos.

Regulación Hormonal del Metabolismo Proteico

• La Hormona del Crecimiento aumenta la Síntesis de las Proteínas Celulares.
• La Insulina es necesaria para la Síntesis de Proteínas: la insulina acelera el transporte de algunos aminoácidos a las células.
• Los Glucocorticoides aumentan la descomposición de casi todas las Proteínas Tisulares: reducen la cantidad de proteínas de la mayoría de los tejidos.
• La Testosterona aumenta el Depósito Tisular de Proteínas (incremento del 30 al 50%).
• Estrógenos.
• La Tiroxina favorece el Metabolismo de las Células: la tiroxina influye indirectamente en el metabolismo proteico al aumentar el metabolismo de todas las células.

Capítulo 71: Hígado

Unidad Funcional del Hígado: Lobulillo hepático.

Células que Revisten las Sinusoides Hepáticas

Aparte de por las células hepáticas, las sinusoides venosas están tapizadas por otros dos tipos de células:

1. Las células endoteliales típicas.
2. Las grandes células de Kupffer (también denominadas células reticuloendoteliales).

Células de Kupffer: Son macrófagos residentes que revisten las sinusoides y que fagocitan las bacterias y otros cuerpos extraños de la sangre de las sinusoides.

Funciones Metabólicas del Hígado

• Metabolismo de los Hidratos de Carbono.
• Metabolismo de las Grasas.
• Metabolismo de las Proteínas.

Metabolismo de Hidratos de Carbono en el Hígado

Dentro del metabolismo de los hidratos de carbono, el hígado cumple estas funciones:

1. Depósito de grandes cantidades de glucógeno.
2. Conversión de la galactosa y de la fructosa en glucosa.
3. Gluconeogenia.
4. Formación de muchos compuestos químicos a partir de los productos intermedios del metabolismo de los hidratos de carbono.

Metabolismo de Grasas en el Hígado

En el metabolismo de las grasas, el hígado realiza las siguientes funciones específicas:

1. Oxidación de los ácidos grasos para proveer energía destinada a otras funciones corporales.
2. Síntesis de grandes cantidades de colesterol, fosfolípidos y casi todas las lipoproteínas.
3. Síntesis de grasa a partir de las proteínas y de los hidratos de carbono.

Cerca del 80% del colesterol sintetizado en el hígado se convierte en sales biliares que se secretan a la bilis.

Metabolismo de Proteínas en el Hígado

Las funciones principales del hígado en el metabolismo de las proteínas son:

1. Desaminación de los aminoácidos.
2. Formación de urea para eliminar el amoníaco de los líquidos corporales.
3. Formación de proteínas del plasma.
4. Interconversión de los distintos aminoácidos y síntesis de otros compuestos a partir de los aminoácidos.

Otras Funciones Metabólicas del Hígado

1. El hígado es el lugar de almacenamiento de las vitaminas: La vitamina A es la que más se deposita en el hígado.
2. El hígado deposita el hierro en forma de ferritina: el mayor porcentaje de hierro del organismo se almacena, con mucho, en el hígado en forma de ferritina.
3. El hígado elimina o depura los fármacos, las hormonas y otras sustancias: Las sustancias creadas en el hígado para la coagulación son: El fibrinógeno, la protrombina, la globulina aceleradora y el factor VII.
4. El hígado elimina o depura los fármacos, las hormonas y otras sustancias.

Capítulo 72: Equilibrio Energético, Obesidad, Ayuno, Vitaminas y Minerales

Energía de los Alimentos: La energía que libera cada gramo de hidratos de carbono, tras su oxidación a dióxido de carbono y agua, es de 4.1 calorías y cada gramo de grasa 9.3 calorías.

Apetito: Es el deseo de alimento, a menudo muy concreto, y ayuda a determinar la calidad de la alimentación.

Núcleos Laterales del Hipotálamo (Centro de la Alimentación): Actúan como centro de la alimentación, porque cuando se estimulan excitan un apetito voraz (hiperfagia).

Efecto de la Destrucción del Hipotálamo Lateral: Anula el deseo de alimento y propicia una inanición progresiva.

Núcleos Ventromediales del Hipotálamo (Centro de la Saciedad): Sirven como un importante centro de la saciedad.

Otros Núcleos Hipotalámicos en la Regulación de la Ingesta: Los núcleos paraventriculares, dorsomediales y arqueados del hipotálamo contribuyen decisivamente a regular la ingestión de los alimentos.

Señales que Recibe el Hipotálamo

1. Señales nerviosas del tubo digestivo.
2. Señales químicas de los nutrientes de la sangre.
3. Señales de las hormonas gastrointestinales.
4. Señales de las hormonas liberadas por el tejido adiposo.
5. Señales de la corteza cerebral.

Factores que Disminuyen la Alimentación (Anorrexigénicos)

• Hormona estimulante de los melanocitos alfa.
• Leptina.
• Serotonina.
• Noradrenalina.
• Hormona liberadora de corticotropina.
• Insulina.
• Colecistoquinina.
• Péptido similar al glucagón.
• Cocaína y anfetamina.
• Péptido YY.

Factores que Aumentan la Alimentación (Orexigénicos)

• Neuropéptido Y.
• Proteína relacionada con el agutí.
• Concentrador de melanina.
• Orexinas A y B.
• Endorfinas.
• Galanina.
• Aminoácidos (glutamato).
• Cortisol.
• Grelina.

Grelina: Es una hormona liberada sobre todo por las células oxínticas del estómago, pero también, y en menor medida, por el intestino. Estimula la alimentación.

Respuesta a la Temperatura en la Ingesta de Alimentos

El aumento de la ingesta de alimentos en un animal frío:

1. Aumenta su tasa metabólica.
2. Proporciona un aumento de grasa para el aislamiento.

Leptina: Hormona peptídica liberada por los adipocitos.

Obesidad: Se puede definir como un exceso de grasa corporal; se considera que una persona con un IMC de entre 25 y 29.9 kg/m² presenta sobrepeso, mientras que con un IMC igual o superior a 30 kg/m² una persona es obesa.

Factores Influyentes en la Obesidad

• La vida sedentaria (causa importante de obesidad).
• La conducta alimentaria anómala (causa importante de obesidad).
• La sobrealimentación infantil.
• Los factores genéticos.

Tratamiento Farmacológico de la Obesidad: Los fármacos más utilizados son anfetaminas.

Tratamiento Quirúrgico de la Obesidad: Cirugía de banda gástrica.

Inanición: Es lo opuesto a la obesidad y se caracteriza por una pérdida de peso extrema.

Anorexia: Reducción en la ingesta de alimentos causada principalmente por la disminución del apetito.

Caquexia: Es un trastorno metabólico de aumento del gasto energético que conduce a una pérdida de peso mayor que la causada por la reducción de la ingesta de alimentos únicamente.

La anorexia y la caquexia a menudo ocurren juntas en muchos tipos de cáncer o en el «síndrome de emaciación».

Vitaminas: Es un compuesto orgánico necesario en pequeñas cantidades para el metabolismo y que las células no pueden fabricar.

La falta de vitamina C en la dieta puede provocar síntomas en unas pocas semanas y puede causar la muerte por escorbuto en 20 a 30 semanas.

Vitamina A (Retinol): Esta vitamina no se encuentra en alimentos de origen vegetal.

La carencia de vitamina A produce «ceguera nocturna» y altera el crecimiento de las células epiteliales. Ceguera nocturna también se le puede llamar nictalopía.

Manifestaciones de la Carencia de Vitamina A

La carencia de vitamina A se manifiesta, a su vez, por:

1. Descamación de la piel y, en ocasiones, acné.
2. Falta de crecimiento de los animales jóvenes, incluido el cese del crecimiento esquelético.
3. Incapacidad para la reproducción.
4. Queratinización de la córnea con opacidad corneal y ceguera resultantes.

Tiamina (Vitamina B1): Opera dentro de los sistemas metabólicos principalmente como pirofosfato de tiamina.

Trastornos por Carencia de Tiamina

• Produce lesiones en los sistemas nerviosos central y periférico.
• Debilita el corazón y causa una vasodilatación periférica.
• Provoca alteraciones gastrointestinales.

Riboflavina (Vitamina B2): La carencia de riboflavina en los animales de experimentación provoca dermatitis grave, vómitos, diarrea, espasticidad muscular.

Niacina (Vitamina B3): Denominada ácido nicotínico.

Carencia de Ácido Nicotínico (Pelagra): Se observan alteraciones fisiológicas sencillas, como debilidad muscular o escasa secreción glandular, pero en el caso de la carencia grave se produce una necrosis tisular verdadera. La entidad clínica denominada pelagra.

Vitamina B12: La carencia de vitamina B12 produce anemia perniciosa.

Funciones Principales de la Vitamina B12

1. Estimulación del crecimiento.
2. Estimulación de la síntesis y maduración de eritrocitos.

Ácido Fólico (Ácido Pteroilglutámico): Produce anemia megaloblástica. El uso más importante dentro del organismo sea la síntesis de purinas y timina, necesarias para formar el ADN.

Piridoxina (Vitamina B6): La falta de piridoxina en la alimentación de los animales de experimentación provoca dermatitis, retrasa el crecimiento, induce esteatosis hepática, anemia y deterioro mental.

Ácido Ascórbico (Vitamina C) y su Carencia:

• Debilita las fibras de colágeno del organismo.
• Provoca escorbuto.

Vitamina D: Aumenta la absorción de calcio en el tubo digestivo y ayuda a controlar el depósito de calcio en los huesos.

Vitamina E: La falta de vitamina E induce una degeneración del epitelio germinal del testículo y, en consecuencia, puede causar esterilidad. La falta de vitamina E también induce una reabsorción fetal.

Vitamina K: Es un cofactor fundamental para una enzima hepática que añade un grupo carboxilo a los factores II (protrombina), VII (proconvertina), IX y X, esenciales para la coagulación de la sangre.

Metabolismo Mineral

• Magnesio.
• Calcio.
• Fósforo.
• Hierro.

Oligoelementos Importantes para el Organismo

• Yodo: El oligoelemento mejor conocido por la síntesis y función de la hormona tiroidea.
• Cinc: Forma parte de muchas enzimas, en particular de la anhidrasa carbónica, que está presente en concentraciones elevadas en los eritrocitos.
• Flúor: No parece muy necesario para el metabolismo.

Funciones Clave de los Riñones

1. Excreción de productos metabólicos de desecho como: la urea, la creatinina, el ácido úrico, la bilirrubina y los metabolitos de varias hormonas.
2. Regulación de los equilibrios hídrico y electrolítico.
3. Regulación de la osmolaridad del líquido corporal.
4. Regulación de la presión arterial.
5. Regulación del equilibrio ácido-base.
6. Regulación de la producción de eritrocitos.
7. Secreción, metabolismo y excreción de hormonas.
8. Gluconeogenia.

Funciones Principales del Hígado

1. La filtración y el almacenamiento de la sangre.
2. El metabolismo de los hidratos de carbono, proteínas, grasas, hormonas y compuestos químicos extraños.
3. La formación de la bilis.
4. El depósito de vitaminas y de hierro.
5. La síntesis de los factores de la coagulación.

Causas Comunes de Ictericia

1. Destrucción acelerada de los eritrocitos con liberación rápida de bilirrubina hacia la sangre (hemolítica).
2. Obstrucción de la vía biliar o daño de las células hepáticas, de forma que ni siquiera el tubo digestivo excreta las cantidades normales de bilirrubina (obstructiva).

Regulación de la Sed

Factores que Aumentan la Sed

1. Aumento de la osmolaridad.
2. Bajo volumen de sangre.
3. Baja presión arterial.
4. Aumento de angiotensina II.
5. Sequedad de la boca.

Factores que Reducen la Sed

1. Baja osmolaridad.
2. Aumento del volumen de sangre.
3. Aumento de la presión arterial.
4. Baja angiotensina II.
5. Distensión gástrica.

Trastornos del Equilibrio Ácido-Base

Acidosis Metabólica (Principal Trastorno)

• Disminución del pH.
• Disminución de HCO₃¯ (bicarbonato).
• Disminución de PCO₂.
• Aumento de hidrógeno.

Acidosis Respiratoria

• Disminución del pH.
• Aumento de HCO₃¯ (bicarbonato).
• Aumento de PCO₂.
• Aumento de hidrógeno.

Alcalosis Metabólica

• Aumento del pH.
• Aumento de HCO₃¯ (bicarbonato).
• Aumento de PCO₂.
• Disminución de hidrógeno.

Alcalosis Respiratoria

• Aumento del pH.
• Disminución de HCO₃¯ (bicarbonato).
• Disminución de PCO₂.
• Disminución de hidrógeno.

Valores de Referencia del Equilibrio Ácido-Base

• pH normal: 7.4
• HCO₃¯ normal: 24 mEq/L.
• PCO₂ normal: 40 mmHg.
• Hidrógeno normal: 40 mEq/L.

Causas de Acidosis Metabólica

• Diarrea (la más común).
• Vómito del contenido intestinal.
• Diabetes mellitus.
• Insuficiencia renal crónica.

Causas de Acidosis Respiratoria

• Obstrucción de las vías aéreas.
• Neumonía.
• Enfisema.

Causas de Alcalosis Metabólica

• Administración de diuréticos.
• Exceso de aldosterona.
• Vómito del contenido gástrico.
• Ingestión de fármacos alcalinos.

Causas de Alcalosis Respiratoria

• Hiperventilación.