Practica sobre dilucion y concentracion PDF

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Protocolo de Humana I 9 Objetivos Conocer y comprender los mecanismos de de orina y Observar, registrar, analizar e identificar la respuesta del al ser sometido a una carga de y a una carga de secos, en un adulto joven, sano. Identificar los factores que influyen en la y en la de orina por parte del...

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Protocolo de investigación, Fisiología Humana I Práctica # 9 “Dilución, Concentración” Objetivos • •

•

Conocer y comprender los mecanismos fisiológicos de producción de orina y micción. Observar, registrar, analizar e identificar la respuesta del riñón al ser sometido a una carga de líquido hipotónico, isotónico y a una carga de sólidos secos, en un adulto joven, sano. Identificar los factores que influyen en la micción y en la producción de orina por parte del riñón.

Introducción Los riñones son los órganos más importantes del sistema urinario, se encargan de la filtración, absorción y reabsorción del agua, sales e iones que llegan para la producción de orina. En los seres humanos se ubican en los flancos derecho e izquierdo, con un peso de entre 150g y 170g en un adulto promedio. Otra función renal es el control del volumen y la composición de los líquidos corporales. El agua y casi todos los electrólitos del cuerpo, el equilibrio entre los ingresos y las salidas de estos, lo mantienen en gran medida los riñones. 2 Esta función reguladora de los riñones mantiene el ambiente interno estable necesario para que las células desempeñen sus diversas actividades. Los riñones realizan sus funciones más importantes filtrando el plasma y eliminando sustancias del filtrado con una intensidad variable, dependiendo de las necesidades del cuerpo; aclaran las sustancias no deseadas del filtrado excretándolas a la orina mientras devuelven las sustancias necesarias de nuevo a la sangre. 2 A medida que el filtrado glomerular pasa por los túbulos renales, fluye de forma secuencial a través de sus diferentes partes (el túbulo proximal, el asa de Henle, el túbulo distal, el túbulo colector y, finalmente, el conducto colector) antes de eliminarse por la orina. A lo largo de este recorrido, algunas sustancias se reabsorben selectivamente en los túbulos volviendo a la sangre, mientras que otras se secretan desde la sangre a la luz tubular. Finalmente, la orina ya formada y todas las sustancias que contiene representan la suma de los tres procesos básicos que se producen en el riñón.2 El primer proceso es la filtración (mencionado anteriormente), que comienza en la arteriola aferente llevando la sangre al glomérulo, donde los solutos disueltos en el plasma atraviesan los capilares, esto gracias a que la sangre va a una velocidad muy

alta. El glomérulo filtra los residuos metabólicos y nutrientes de pequeño tamaño como la glucosa y los aminoácidos. Después de filtrada la sangre, los solutos ingresan a la cápsula de Bowman. Por lo tanto, el líquido contenido en esta capsula contiene sustancias de desecho y moléculas útiles para el organismo. 2 El segundo proceso es la reabsorción tubular, que se lleva a cabo cuando el filtrado glomerular avanza por los túbulos renales, lugar donde las sustancias útiles para el organismo son reabsorbidas y reincorporadas a la sangre. El túbulo contorneado proximal capta principalmente los solutos. Aproximadamente el 80% de la reabsorción del agua ocurre en la primera porción de los túbulos renales mediante osmosis y el otro 20% es reabsorbido en el túbulo contorneado distal y en el túbulo colector.2 El tercer proceso es la secreción tubular, donde a lo largo del túbulo renal se produce el transporte de sustancias de desecho, desde los capilares tubulares hacia el lumen del túbulo. La mayoría de las sustancias que se eliminan en la orina provienen del fluido filtrado en el glomérulo renal y una pequeña parte fueron secretadas por las células de los túbulos renales.2 La micción es un proceso mediante el cual la vejiga urinaria elimina la orina, contenida, cuando está llena. Para que se lleve a cabo, una persona contrae voluntariamente los músculos abdominales, lo que aumenta la presión en la vejiga y permite entrar una cantidad extra de orina en el cuello de la vejiga y en la uretra posterior bajo presión, lo que estira sus paredes. Esto estimula los receptores de distensión, lo que excita el reflejo miccional y a la vez inhibe el esfínter uretral externo. Habitualmente se vaciará toda la orina dejando raramente más de 5-10 ml en la vejiga. La intensidad con la que se excretan diferentes sustancias en la orina representa la suma de tres procesos renales: la filtración glomerular, la reabsorción de sustancias de los túbulos renales hacia la sangre y la secreción de sustancias desde la sangre hacia los túbulos renales.2 Para el correcto funcionamiento de las células del organismo, la concentración del líquido extracelular que las rodea, debe permanecer constante de electrólitos y otros solutos. La concentración total de solutos en el líquido extracelular está determinada por la cantidad de soluto dividida por el volumen de líquido extracelular. De este modo, la concentración de sodio y la osmolaridad del líquido extracelular están, en gran parte, reguladas por la cantidad de agua extracelular. El agua corporal total está controlada por la ingestión de líquido, que está regulado por los factores que determinan la sed; y por la excreción renal de agua, controlada por los múltiples factores que influyen en la filtración glomerular y la reabsorción tubular.2 Metodología Para la práctica se eligieron cuatro alumnos con cuatro horas de ayuno, los cuales se sometieron a diferentes situaciones. Antes de comenzar cada uno de los sujetos vacío la vejiga en vaso de precipitado de 250cc para tomar como guía el volumen y la

densidad de la orina. Se prosiguió a ingerir por los participantes lo siguiente, el participante testigo solo se presentó en ayuno sin ingerir nada, esto para tener una muestra fiable, el segundo bebió un litro de agua, el tercero bebió electrolitos (Gatorade), y el cuarto ingirió 100g de galletas marías. Posteriormente después de 15 min se vacío de nuevo la vejiga de todos los participantes y se midió el volumen y densidad. El volumen se midió en probetas de distintas medidas, la densidad con un densitómetro. Este proceso de Toma Cantidad Densidad vaciado de vejiga y medición de la 1 orina se repitió 7 veces cada 15 17 ml 1.22 min. 2 14 ml 1.20 3 15 ml 1.21 Resultados 4 30ml 1.15 5 66 ml 1.06 6 110 ml 1.05 Tabla 1. Daniel Gallegos GamboaAgua

Curva cantidad vs densidad 120

Cantidad y densidad

100 80 60

40 20 0 1

2

3

4

Toma Cantidad

Densidad

5

6

Grafica 1. Curva de cantidad vs densidad de Daniel Gallegos Gamboa

Tabla 2. Gustavo Ulloa Gutiérrez- Suero Toma

Cantidad 31 ml 44 ml 95 ml 152 ml 177 ml 173 ml

1 2 3 4 5 6

Densidad 1.10 1.08 1.05 1.03 1.02 1.02

Curva cantidad vs densidad Cantidad y densidad

200 150 100 50 0 1

2

3

4

5

Toma Cantidad

Densidad

Grafica 2. Curva de cantidad vs. Densidad de Gustavo Ulloa Gutierrez Tabla 3. Jesús Rubén- Testigo Toma 1 2 3 4 5 6

Cantidad 33 ml 54 ml 55 ml 52ml 58 ml 22 ml

Densidad 1.12 1.08 1.07 1.08 1.07 1.13

6

Curva cantidad vs densidad Cantidad y densidad

70 60 50 40 30

20 10 0 1

2

3

4

5

Toma Cantidad

Densidad

Grafica 3. Curva de cantidad vs. Densidad de Jesus Ruben. Tabla 4. Abril Gurrola- Galletas Toma

Cantidad

Densidad

1 2 3 4 5 6

4 ml 4ml 2.4ml 2.1ml 2.3 ml 3 ml

1.22 1.22 1.25 1.27 1.27 1.30

6

Curva cantidad vs densidad 4.5

Cantidad y densidad

4

3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1

2

3

4

5

6

Toma Cantidad

Densidad

Grafica 4. Curva de cantidad vs densidad de Abril Gurrola

Discusion •

Ingesta de 1 L de Agua

La absorción de agua en el intestino se debe a acuaporinas de tipo 3 presentes en la membrana luminal de los enterocitos. Tras una ingesta elevada de agua, la alta reabsorción provocará un incremento del volumen extracelular vascular, así como de la presión de llenado sistémico. Para mantener un flujo normal se requiere de la acción del sistema nervioso simpático sobre el sistema venoso. Así pues, la liberación de adrenalina en la túnica muscular de las venas actuará sobre receptores de tipo muscarínico y provocará vasoconstricción de las venas y un aumento de la precarga. Dicho aumento incrementa el mecanismo intrínseco del corazón aumentando la presión arterial sistémica (mecanismos Frank Starling y Bainbridge), así como acción de SNA por liberación de noradrenalina sobre receptores beta adrenérgicos de tipo 1.1 Se debe tener en cuenta la hipoosmolaridad del liquido extracelular vascular hasta este momento, pues el alto volumen ingerido ha provocado una mayor dilución de los componentes sanguíneos. Un soluto muy importante del plasma es el sodio, pues incrementos o decrementos en su concentración activarán respuestas muy importantes, cuyo propósito será restablecer el equilibrio alterado. En la nefrona, la macula densa (un tipo celular del túbulo distal) percibe los niveles de sodio en el líquido filtrado, de manera que un descenso de su concentración provoca la liberación de renina por parte de las células yuxtaglomerulares, con la posterior formación de angiotensina II,

mediados por la escisión de angiotensinógeno por la renina y de angiotensina I por la ECA (Enzima Convertidora de la Angiotensina). El principal mecanismo de acción de la angiotensina consiste en la constricción de arteriola eferente y en menor grado de la aferente.2 Su receptor, AT1, se acopla a proteína Gq/11 que activa a la fosfolipasa C (PLC) y escinde PIP2, dando IP3 y DAG, los cuales incrementan los niveles de calcio intracelulares, promoviendo la contracción muscular.3 Este mecanismo de acción permite un aumento del filtrado glomerular, que se explica de la siguiente manera: la constricción de la arteriola eferente provoca cierto grado de estancamiento de la sangre, lo cual incrementará la presión hidrostática glomerular dentro del capilar. Este aumento contrarresta las demás fuerzas que evitan o frenan el filtrado glomerular (presión coloidosmótica capilar y presión en la capsula de Bowman), de manera que éste se ve incrementado. Un efecto más a tener en cuenta para explicar el aumento observado en la diuresis es aquel de la aldosterona, cuya secreción se debe a efecto directo de la angiotensina sobre la enzima aldosterona sintasa en la corteza suprarrenal. Su efecto principal es sobre los túbulos y conductos colectores. Al ser una hormona de tipo esteroideo (sintetizada a partir de colesterol) puede difundir libremente por la membrana de sus células diana, por lo que no requiere de receptor.1 Al entrar al citoplasma se acopla a las proteínas MR, con las que forma un complejo que actuara a nivel nuclear, activando factores de transcripción cuyo efecto final será el incremento en la síntesis de canales de sodio y de bombas sodio-potasio. Los canales de sodio se acoplarán a la membrana luminal, mientras que las bombas de sodio-potasio a la membrana intersticial.2 El efecto de la aldosterona permitirá la eliminación del agua ingerida en exceso sin la excreción de sodio. Tal acción conjunta de angiotensina-aldosterona incrementaran la osmolaridad previamente disminuida y, al cabo de cierto tiempo, los valores normales de la concentración sodio retornarán a sus niveles normales. Un efecto más que agregar se debe a aquel provocado por la inhibición de la secreción de vasopresina. Al beber agua pura, el agua ingerida se distribuye por los líquidos corporales. Como ya se ha mencionado, la cantidad de solutos se ve inalterada, por lo que su concentración disminuirá al ser diluidos. En el hipotálamo anterior se inhibirá todo impulso por los osmorreceptores aquí localizados hacia la neurohipófisis, lugar de secreción de vasopresina.1Así pues, la ausencia de vasopresina detendrá la retención de agua. Su mecanismo de acción es en los túbulos distales y conductos colectores. Al acoplarse al receptor V2, se desencadena una respuesta intracelular mediada por activación de proteína G y formación de AMPc y activación de PKA.2 Estas cinasas dependientes de ciclinas permiten la colocación de acuaporinas preformadas que están almacenadas en citoplasma hacia la membrana luminal. El descenso de la permeabilidad debido a la hipoosmolaridad reducirá la reabsorción del agua en exceso, aumentando el volumen urinario.1

Los volúmenes registrados para la ingesta de agua se observan en la tabla 1. Desde la tercera muestra se puede observar un incremento de volumen con respecto a la segunda. No obstante, hay un cambio verdaderamente notable hasta la cuarta muestra, cuyo volumen fue el doble de la tercera. Así pues, el volumen máximo obtenido fue el de la última muestra, de 110 ml. En relación a la densidad, que Indica la cantidad relativa de solutos que contiene un volumen definido de orina, se observa una disminución gradual por cada medición. Ello se debe al mismo aumento de volumen de agua excretada que acompaña a los solutos de desecho. Los resultados obtenidos muestran una relación estrecha con lo descrito anteriormente. Lo anterior demuestra la gran capacidad de los riñones de un individuo sano de corregir cualquier alteración en lo que respecta al sistema vascular, como aumentos de volumen. •

Ingesta de 1 L de Suero

Para fundamentar los sucesos ocurridos luego de haber ingerido las sustancias durante la práctica es de importancia recordar que algunos de los mecanismos intrínsecos renales que se activan son en gran parte por los cambios en la osmolaridad del líquido extracelular. Esto, como ya se ha mencionado se debe a que la ingesta de alguna sustancia ya sea isotónica, hipo o hipertónica ocasionará determinadas reacciones a nivel osmolar modificando la tasa de filtración glomerular.2 En este caso fue utilizado 1 litro de una solución isosmótica, a diferencia del participante anterior en el que fue administrada una solución hiposmótica. Al momento de añadir bruscamente una solución isosmótica no se deben esperar cambios osmolares debido a que una solución isosmolar no ocasiona ningún cambio subsecuente en la osmolaridad del líquido extracelular ni del líquido intracelular, por lo que el único efecto a nivel de estos compartimentos será el aumento en el volumen del líquido extracelular.2 En base a lo anterior y recordando que el volumen de líquido corporal corresponde a aproximadamente 42 litros y que de esos 42 litros aproximadamente 28 litros son parte del líquido intracelular y 14 litros son parte del líquido extracelular (plasma e intersticio), se puede determinar que luego de haber ingerido el litro de suero ahora el volumen del líquido extracelular habrá aumentado, y si aumenta el volumen del líquido extracelular consecuentemente aumentará la presión media de llenado sistémico. Al haber aumentado la presión de llenado sistémico la presión arterial aumenta lo que ocasionará que la presión glomerular aumente. La presión glomerular aumentada ocasiona una mayor tasa de filtración glomerular y aumentará la producción de orina, es decir, diuresis por presión. Por lo tanto en la gráfica se observa cómo va incrementando el volumen de diuresis paulatinamente debido a que la tasa de filtración glomerular es de 125ml/min.2 Al final de la gráfica se observa que en la última etapa comienza a descender el volumen de diuresis, esto puede con el hecho de que el volumen del

líquido extracelular ha comenzado a disminuir y junto a ello la presión glomerular, disminuyendo la tasa de filtrado glomerular. •

Testigo

La función primaria de los riñones es la regulación del líquido extracelular (plasma y líquido intersticial) en el cuerpo, la cual realiza a través de la formación de orina, que no es más que el filtrado del plasma modificado. La formación de la orina se lleva a cabo mediante tres procesos: o Filtración. o Reabsorción. o Secreción. El líquido que ingresa en la cápsula glomerular se llama filtrado o ultrafiltrado debido a que forma bajo la presión hidrostática de la sangre, aquí ocurre el primer proceso que es el de filtrado. Este filtrado posee una composición muy parecida al plasma, pero sin proteínas, ni células plasmáticas. El principal factor que establece el gradiente de presión entre la sangre del glomérulo y el filtrado de la capsula de Bowman es la presión hidrostática de la sangre glomerular, que tiende a producir la filtración desde el plasma glomerular hacia las capsulas de Bowman. La intensidad de la presión hidrostática glomerular depende de la presión arterial sistémica y de la resistencia al flujo de sangre a través de los capilares glomerulares. La filtración se produce con más rapidez en el glomérulo que en otros capilares tisulares. Una explicación para ello es la diferencia estructural que existe entre el endotelio del glomérulo y de otros capilares tisulares. El glomerular posee múltiples poros (fenestraciones), que lo hacen mucho más permeables. Reabsorción tubular. Tiene lugar por mecanismos de trasportes activos y pasivos en cualquier lugar de los tubos renales. La mayor parte del agua y de los electrolitos y (generalmente) de los nutrientes es reabsorbida en los tubos proximales. El resto del túbulo reabsorbe comparativamente mucho menos. La mayor parte del agua y sustancias disueltas que se filtran por el glomérulo son reabsorbidas y pasan a los capilares peritubulares ingresando nuevamente a la sangre. Estos capilares terminan confluyendo en la vena renal, que sale del riñón llevando sangre libre de residuos. El líquido restante, que llega al final del tubo colector, es una solución concentrada de urea y otras sustancias de desecho no reabsorbidas, que dará lugar a la orina.

El riñón filtra unos 120 ml de plasma por minuto, mientras que en ese tiempo, sólo se forma aproximadamente 1 ml de orina, lo que significa que 119 ml de agua con sustancias en disolución son reabsorbidos. La filtración glomerular y la reabsorción tubular están estrechamente controladas ya que de ellas dependen equilibrios homeostáticos muy importantes, como la presión sanguínea, el equilibrio hidroelectrolítico y el pH. En ausencia de ADH las paredes de los túbulos distal y colector son impermeables eliminándose un gran volumen de orina muy diluida. En cambio, la presencia de ADH hace que se reabsorba rápidamente agua en estos túbulos con lo que se produce una orina concentrada. Secreción tubular. Los túbulos distal y colector secretan potasio, hidrogeno e iones de amonio. Transportan activamente iones de potasio (K+) o iones hidrogeno (H+) desde la sangre hasta el líquido tubular, intercambiándolos por iones sodio (Na+), que difunden de nuevo hacia la sangre. La secreción de potasio aumenta cuando se incrementa la concentración de aldosterona en sangre. La aldosterona, es una hormona de la corteza adrenal, actúa sobre las células de los túbulos distal y colector y aumenta su actividad de bombeo de sodio-potasio, que extrae sodio del túbulo en introduce potasio en el mismo. La secreción de iones hidrogeno se incrementa cuando aumenta la concentración de los mismos en sangre. La concentración es un indicativo de la cantidad relativa de solutos que contiene un volumen definido de orina. El 70% a 80% de estos solutos corresponde a la urea. El sujeto presentó niveles adecuados en su concentración de orina, de acuerdo a su edad, talla, estatura, a pesar de las cantidades que excretó, se mantuvo dentro de lo normal, esto refleja un filtrado glomerular eficiente, una buena reabsorción y una secreción tubular eficaz. •

Ingesta de 100 gr de galletas tipo maría

La densidad indica la cantidad relativa de solutos que contiene un volumen definido de orina. Es una manera de medir la capacidad del riñon de concentrar y diluir lo cual depende de la hidratacion del individuo.5 La excrecion de agua y electrolitos debe estar equilibrada con el ingreso de estos, por lo cual si el la ingesta de alguna sustancia como sodio esta elevada los riñones activan mecanismos qu...