TEMA 9. Sistema excretor y líquidos corporales. PDF

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Apuntes realizados con el material visto en clase y las aportaciones del docente....

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FISIOLOGÍA ANIMAL Y SISTEMAS

Tania Mesa González

2º CURS BIOLOGIA

UAB

TEMA 9: SISTEMA EXCRETOR Y LÍQUIDOS CORPORALES LAS FUNCIONES SON: 

Eliminar los productos metabólicos: a) Urea  resulta del metabolismo de las proteínas. b) Creatinina  derivada de la creatina muscular. c) Acido úrico d) Bilirrubina e) Toxinas f) Fármacos g) Productos derivados del metabolismo de las hormonas.

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Regulación equilibrio hídrico y electrolítico.

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Regulación de la presión arterial a largo plazo

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Regulación del equilibrio acido base  acido sulfúrico, fosfórico

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Regulación de la producción eritrocitaria.

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Regulación de la formación de la vitamina D3.

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Síntesis de glucosa.

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El riñón  modula el volumen de orina, regulando también el volumen de líquido corporal. -

Por su acción sobre la volemia, en el riñón hay mecanismos de la regulación arterial a largo plazo.

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Interviene en la regulación del equilibrio acido-base.

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El riñón actúa permitiendo o no, aumentando o no la acidez de la orina y por tanto la eliminación de de la urea y amonio.

PRODUCTOS MAYORITARIOS DE EXCRECIÓN: El mayoritísmo varía en tres grande grupos, en que el mayoritario está muy relacionado con el hábitat del animal:

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Acuáticos  pueden eliminar como producto mayoritario amonio sin tener que transformarlo. El amonio es muy toxico, pero es muy soluble, por tanto los animales acuáticos sin problemas hídricos, pueden eliminar el catión  Aminotelicos.

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Los animales ureotélicos eliminan mayoritariamente urea  tienen una toxicidad media, pero es menos soluble (aunque sí que lo es). Son animales semiacuáticos como anfibios y mamíferos.

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Los que tienen como acido úrico el elemento de excreción son los terrestres. El acido es poco soluble, pero es muy poco toxico, por ello se puede acumular. Son estrictamente terrestres como las aves.

EL CICLO DE LA UREA  se da en el hígado, por ello la sangre cuando pasa por él se transforma.

ANATOMÍA RENAL: 

Los riñones fuera de la llamada cavidad peritoneal, presentan una hendidura central llamada Hilio, a través de la que entra y sale materia por la vena renal, el sistema linfático y en la que está la pelvis renal.

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La pelvis renal  es un ensanchamiento del uréter, hay un uréter por casa riñón que bajan a la vejiga urinaria.

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Hay dos zonas diferenciadas: a) Corteza b) Medula renal  formada por unas estructuras a modo de pirámides en las que la base de la pirámide, diferencia la corteza de la medula. Mientras que el vértice se comunica con las pelvis renales.

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Las paredes de las comunicaciones de las pirámides, de la pelvi y del uréter tienen musculatura, que al contraerse es la que va a conducir la orina hacia la vejiga urinaria.

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La unidad funcional renal es la nefrona a) Nefrona yuxtamedular  tiene una parte en la corteza y otra parte avanza hasta la medula b) Nefrona cortical  que solo están situadas en la corteza.

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La proporción de niefronas entre sí, varía mucho en las especie en función de la restricción hídrica.

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Los que tienen restricción hídrica, presentan una mayor proporción de nefronas yuxtamedulares.

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Hay un millón de nefronas en cada riñón, pero se pierden con la edad, y las que quedan se adaptan para hacer la función de las que se pierden.

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Están especializadas en filtrar la sangre y modificar el filtrado para añadir las sustancias que no se han filtrado pero se han de eliminar por secreción y reabsorber las sustancias que se han filtrado por no se pueden perder.

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La orina  es el resultado de lo filtrado + lo secrerado - lo reabsorbido.

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En términos cuantitativos, la reabsorción es mucho más importante que la secreción. -

La secreción es fundamental para mantener los niveles de protones, aniones y de potasio dentro del organismo.

COMPONENTES DE LA NEFRONA: 1. Corpuscular  está formado por endomedulo, que es una red capilar rodeada por una capsula denominada capsula de Bowman. El glomérulo resulta de una capilarización de una arteriola aferente que drena en una arteriola eferente. Está rodeado por una capsula que no es más que una evaginación del túbulo. 2. Tubular Los capilares glomerulares  son fenestrados y presentan un endotelio en el que se disponen proteínas con carga negativa. Después hay una membrana basal  formada por haces de proteoglicano cargados negativamente. Por fuera está la pared del glomérulo que también está formada por proteínas cargadas negativamente y un endotelio en el que se emiten podocitos formado una malla. 

Es una membrana gruesa pero muy porosa, tanto como el hígado. La porosidad está asociada a una gran selectividad: -

Por tamaño  se repelen los elementos formes

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Por carga  se repelen cargas negativas, proteínas plasmáticas.

La región tubular presenta distintos segmentos que son diferentes histológicamente y funcionalmente: 

Túbulo contorneado y proximal

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Segmento delgado descendente de asa de Henle

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Segmento ascendente delgado del asa de Henle

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Segmento ascendente grueso del asa de Henle

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Túbulo distal

El túbulo distal  se abre al conducto colector común que desemboca en la pelvis renal. 

El conducto está relacionado con 8 nefronas.

El filtrado se modifica en cada uno de los segmentos, pero también se modifica en el conducto colector común. En el punto donde están próximos el glomérulo y el túbulo distal (ya que la nefrona está replegada sobre si misma) se encuentra el aparato yuxtaglomerular, que tiene parte del glomérulo y del túbulo distal.

Componentes glomérulo: 

Las células yuxtaglomerulares  que son células del epitelio de las arteriolas aferentes y eferentes que están modificadas. Esta modificación consiste en que son capaces de almacenar y sintetizar rennina.

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Células mesancioales extra glomerulares 

actúan de nexo entre las células

yuxtaglomerulares y el túbulo. Componentes tubulares: 

Células de la mácyla densa  detectan los niveles les sodio en el liquido tubular. En función de los niveles de este, envían señales a las células yuxtaglomerulares para la síntesis y liberación de renina, entre otras cosas.

La membrana es una barrera de filtración  aunque la gruesa es porosa. 

Entre los capilares del glomérulo hay células mesangiales glomerulares, que tienen receptores para angiotensina II, vasopresina y protaglandinas. En función de estas pueden aumentar o disminuir su tamaño y por tanto aumentar o disminuir la membrana de filtración. -

Provocan cambios en el área total.

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La membrana de filtración es selectiva por peso, carga y otros aspectos. Membrana / barrera de filtración: 1. Endotelio capilar fenestrado 2. Membrana basal 3. Epitelio (podocitos)

4. Células mesangiales glomerulares

FILTRACIÓN GLOMERULAR: La tasa de filtración glomedular  depende de la presión efectiva de filtración i el coeficiente de filtración.

La filtración en el glomérulo  es un proceso que se denomina de ultrafiltración. La ultrafiltración implica que no se filtran proteínas. 

Depende de las fuerzas de Stalyn, y por tanto del gradiente de presión hidrostática, que favorece la filtración y del gradiente de presión osmótica que se opone a la filtración. -

La presión hidrostática glomeodular  no es igual a la presión arterial, porque en el glomérulo, además de tener una serie de capilares, y por tanto una presión arterial determinada, tenemos que estos capilares de originan a partir de la capitalización de una arteriola aferente. La sangre sale y se drena por una arteriola eferente.

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Si aumento la resistencia en la arteriola aferente, llega menos cantidad de sangre al capilar glomerular.

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Si doy vasoconstricción en la eferente, llega menos sangre al glomérulo, pero como cierro la salida aumento mucho la presión hidrostática glomerular.

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La presión del sistema capilar glomerula respecto a la presión en las cápsulas de Bowman, se puede modificar con la capacidad de entrada y salida, que afecta al volumen y a la presión.

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A medida que se realiza el filtrado, en la sangre capilar (como no se filtran las proteínas) va creciendo su presión oncótica, en cambio en la capsula de Bowman la presión oncótica es baja. Es una fuerza que se opone a que continúe el filtrado.

Después del glomérulo viene el tubo, en la región proximal. 

La presión hidrostática a lo largo del túbulo se mantiene relativamente constante a menos que haya una interrupción física del túbulo, que aumente la resistencia.

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El coeficiente de filtración  está en relación con la membrana de filtración, por tanto cambios en el área total generalmente asociados a la presencia de sustancias vasoactivas pueden modificar también la tasa, con los gradientes de presión y de la integridad de la membrana.

CIRCULACIÓNES RENALES: 

En los riñones se filtran diariamente 180 litros de sangre, de los cuales solo se pierde en orina de 1 a 2 litros por día.

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A nivel renal encontramos diferentes circulaciones:

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Hay a nivel de nefrona  encontramos tres tipos de microcirculaciones: 1. Capilares glomerunales  des de estos capilares obtenemos los capilares peritubulares, que se distribuyen alrededor del túbulo. 2. Capilares tubulares corticales presente en todas las nefronas 3. Capilares tubulares medulares  solo en nefronas yuxtamedulares Los capilares tubulares medulares, se encuentran a distintos niveles, por lo que se les denomina vasosecretor.

EL FLUJO SANGUÍNEO RENAL: 

Reabsorción de productos filtrados por mecanismos de transporte activo que requieren energía y oxígeno.

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El flujo sanguíneo renal se regula

como en los otros tejidos, el flujo sanguíneo renal es

directamente proporcional a la presión e inversamente a las resistencias (propias del circulatorio renal = arterias interloculares + resistencias de las arteriolas aferentes y eferentes) 

La resistencia a nivel renal, depende de factores nerviosos y de factores hormonales, además de regulación local. Los mecanismos nerviosos de regulación del flujo sanguíneo renal son el sistema nervioso autónomo simpático a través de los receptores alfa adrenérgicos, que son especialmente abundantes en la arteriola eferente.

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La angiotensina 2, las prostaglandina, tromboxanos y NO pueden ser vasocontsrictores o vasodilatadores.

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Por tanto hay mecanismos nerviosos y hormonales que regulan la tasa del grupo sanguíneo renal.

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Hay mecanismo locales que regulando el flujo sanguíneo glomedular regulan a la tasa de filtración. Estos mecanismos son de dos tipos: a) Común miogénico  un aumento del

la presión del organismo desencadena

vasoconstricción arteriolas aferentes manteniendo la tasa de filtración glomerular. b) Autoregulación túbulo glomerular  se produce a través del aparato yuxtaglomerular. Si hay una subida de la presión arterial aumenta la tasa de filtración glomerular, de manera que el filtrado pasa por el túbulo a una velocidad superior a la que pasaría con una tasa

normal. Por lo que no se reabsorveran sodio a la velocidad que debería absorverse. De manera que, cuando el liquido tubular llegue a las células de la macula densa se detectará una concentración demasiado alta de sodio, que desencadenara la liberación de mediadores vasoactivos en la zona del glomérulo, que percutirá a las células mesenciales intraglomerulares y por lo tanto producirán un augmento de la vasocontricción glomerular y un restablecimiento de la tasa de filtración glomerular. Otros factores que afectan al flujo: 

Una ingesta excesiva de proteínas  da un aumento del flujo sanguíneo renal y por tanto de la tasa de filtración. Este hecho está relacionado con que los aminoácidos a nivel del túbulo se reabsorben en cotransporte con sodio, por tanto una dieta proteica da un aumento de aminoácidos en sangre, cuando llegan al riñón se filtran pero se reabsorben en el túbulo, creando una reabsorción con sodio, por tanto se produce un aumento del aporte de sangre, para restablecer los niveles de sodio.

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En la diabetes  para igual, ya que la glucosa es tan elevada que se filtra toda la sangre, pero hay reabsorción de glucosa en el túbulo con el sodio. La reabsorción genera un aumento del flujo sanguíneo, para regular el metabolismo. El aumento de flujo se produce para reducir la saturación de los transportadores.

EPITELIO TUBULAR RENAL: 

El túbulo proximal y la porción gruesa del asa de Henle  presenta un borde en cepillo y una elevada concentración de mitocondrias. Por tanto alta absorción y alta presencia de energía.

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La porción fina del asa de Henle  tiene un epitelio simple, con pocas mitocondrias y sin un reborde en cepillo.

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Colector  epitelio simple y no reborde.

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El túbulo proximal  es permeable al agua.

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El segmento descendiente fino del asa  es permeable al agua

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El segmento ascendente fino  es poco permeable al agua y muy permeable a la urea.

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El segmento ascendiente grueso del asa  es completamente impermeable al agua.

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El túbulo distal  es poco permeable al agua.

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El túbulo colector común  en la porción más próxima a la pelvis, la permeabilidad al agua y a la urea depende de la hormona antidiurética.

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Si hay hormona el colector final, es permeable al agua.

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Si no hay hormona el colector renal es impermeable al agua.

En el tubo proximal  es el punto de reabsorción más importante de todo el túbulo renal, porque se reabsorbe un 60% del filtrado.

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En el asa descendiente de Henle  se da la reabsorción simple de solutos y agua por acuaporinas.

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En la porción ascendiente  hay poca permeabilidad al agua y a los solutos.

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El segmento grueso del asa  es totalmente impermeable al agua, pero hay reabsorción por transporte activo (gran cantidad de bombas en el epitelio). Ya solo recibe un 10% de filtrado, y es lo que se denomina un segmento dilutor, porque como es impermeable al agua pero se reabsorbe mucho ion sodio  la orina se diluye.

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En el túbulo distal  la reabsorción de iones está bajo control de la aldosterona, que es un mineral corticoide segregado por las capsulas adrenales. -

Finalmente en el túbulo distal se producen los últimos ajustes, de secreción y se reabsorbe agua en el caso de que se necesite por efecto de la hormona antidiurética.

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De manera que la reabsorción de todos los productos y líquidos en todos los tramos hasta llegar al distal, es una reabsorción que depende de las características del filtrado. Pero al llegar al distal y al colector, tanto la aldosterona como la antidiuretica, son las responsables de finalizar las características de lo que se va a excretar.

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En el tubo proximal se reabsorbe toda la glucosa filtrada y todos los aminoácidos. En ambos casos la reabsorción por el contrario-transporte con sodio.

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El hecho de que sea por transportadores es importante, porque estos transportadores se pueden saturar por excesos de glucosa en sangre, o filtrada.

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Por otra parte, la reabsorción de sodio, sobre todo en el primer segmento se produce por un gradiente electroquímico de unas bombas de sodio-potasio situadas en la cara vaso-lateral.

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Estas bombas disminuyen la concentración de sodio en el interior de epitelio y por tanto favorecen la difusión de sodio des del liquido tubular hasta el interior de la célula.

Tubo proximal: 

Es también importante el transporte de sodio-protones, mediado por tres tipos de transportadores (NH1, NH2, NH3), en los que en condiciones fisiológicas solo funciona el NH3, los otros dos solo se activan si hay acidificación.

Absorción: 

La reabsorción de glucosa, aminoácidos, iones bicarbonato, etc. Se acompañan de la absorción de gran cantidad de agua por gradiente, de manera que como además el segmento del túbulo proximal es permeable al agua, no hay ningún problema.

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A manera que nos alejamos del túbulo proximal, hay un menor número de transportadores.

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El asa de Henle  tiene permeabilidad al agua y permite movimiento de iones por difusión. El segmento grueso del asa es impermeable al agua y presenta el mismo tipo que el túbulo proximal, transportadores distintos en la región vaso-lateral. -

De nuevo está en el segmento grueso bombas sodio-potasio muy activas que se encargan de reabsorber sodio y de secretar potasio. Generan un gradiente que permite la reabsorción de sodio, que además en este segmento se permite gracias a un sistema de bombas de sodio, potasio y 3 cloros.

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Estas bombas que alimentan a las vasolaterales y permiten la reabsorción de sodio, son las encargadas de diluir la orina, porque este segmento no es permeable al agua, y por lo tanto se retirar del liquido tubular (orina) gran cantidad del sodio que se reabsorbe al espacio intesticial.

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Los iones bicarbonato se mueven bastante libremente.

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Cuanto más larga sea el asa de Henle, más mecanismos de extracción del sodio habrá. Es un hecho muy importante para concentrar la orina.

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El túbulo distal  hay gran cantidad de bombas de sodio potasio, las cuales están bajo presión de aldoesterona, por tanto cuando los niveles de esta son altos, las bombas se activan. -

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Es poco permeable al agua y hay muy poca actividad de difusión iónica.

En el colector  hay dos grandes tipos de células. Las principales y las intercaladas. a) Las principales  son ligeramente permeables al agua en presencia de la hormona antidiurética. Se produce secreción de potasio, con lo que se acaba de evaluar la cantidad de potasio de la orina y por secreción se elimina lo que no se ha filtrado. la permeabilidad de la urea es baja. b) En las intercaladas  gracias a la hormona antidiurética hace que sean permeables a la urea. Además se encargan de la secreción de iones hidrogeno, que acidifícan la orina.

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Solo la parte final del colector  es completamente permeable a la urea incluso en ausencia de la hormona antidiurética.

La nefrona se encuentra en la corteza en la parte corpuscular y la parte tubular se encuentra en la medula, envuelto de espacio intersticial renal. 

Este espacio intersticial renal, está a una concentración osmotica (300 mOsm a 1200 mOSm), des de la corteza a la medula renal. Esta agradación tan elevada se da a la gran cantidad de absorción no solo de soluto, sino que también de sodio.

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Además ...