Producción de Orina Hiperosmótica PDF

Producción de orina hiperosmótica Por definición, la orina hiperosmótica o concentrada tiene una osmolaridad mayor que la de la sangre. La orina hiperosmótica se produce cuando las concentraciones circulantes de ADH son elevadas, como sucede en la restricción hídrica o en el SIADH. Estos mecanismos...

Producción de orina hiperosmótica Por definición, la orina hiperosmótica o concentrada tiene una osmolaridad mayor que la de la sangre. La orina hiperosmótica se produce cuando las concentraciones circulantes de ADH son elevadas, como sucede en la restricción hídrica o en el SIADH. Estos mecanismos se muestran en la figura 6.43. Figura 6.43: Pasos en la producción de orina hiperosmótica Antes de describir en detalle este mecanismo, deben hacerse algunos comentarios generales sobre el formato de la figura 6.43. Los números de la figura indican la osmolaridad en varios puntos de la nefrona y en el líquido intersticial. La porción de trazo grueso de la rama ascendente gruesa y el túbulo distal inicial indica que estos segmentos son impermeables al agua. Las flechas representan la reabsorción de agua en diferentes segmentos de la nefrona. Obsérvese que el filtrado glomerular inicial tiene la misma osmolaridad que la sangre (300 mOsm/l), pero la osmolaridad de la orina es mucho más elevada (1.200 mOsm/l) que la de la sangre. Obsérvese también que existe el gradiente osmótico corticopapilar, creado por los procesos de multiplicación por contracorriente y reciclaje de urea. Las dos preguntas básicas respecto a la formación de orina hiperosmótica son: ¿Cómo produce el riñón una orina que es más concentrada que la sangre y qué determina el nivel de osmolaridad de la orina? En la producción de orina hiperosmótica se producen los siguientes pasos: ​ 1. La osmolaridad del filtrado glomerular es idéntica a la de la sangre (300 mOsm/l), por la libre filtración de agua y solutos pequeños. La osmolaridad  sigue siendo de 300 mOsm/l en todo el túbulo contorneado proximal, aunque se reabsorbe un volumen significativo de agua. Esto sucede porque el agua siempre se reabsorbe en proporción exacta respecto al soluto, es decir, el proceso es isosmótico. Este proceso también puede expresarse en términos de [LT/P] osm : en el filtrado glomerular, [LT/P] osm = 1,0 y se mantiene constante a lo largo del túbulo proximal. ​ 2. En la rama ascendente gruesa del asa de Henle, el NaCl se reabsorbe mediante el cotransportador de Na+ -K+ -2Cl−. Sin embargo, dado que las células de la rama ascendente gruesa son impermeables al agua, la reabsorción de agua no puede acompañarse de la reabsorción de solutos. A medida que se reabsorben solutos, el agua queda atrás y el líquido tubular se diluye. La osmolaridad del líquido tubular que sale de este segmento es de 100 mOsm/l. Por tanto, la rama ascendente gruesa también se llama segmento diluyente. ​ 3. En el túbulo distal inicial, el NaCl es reabsorbido por un cotransportador de Na+ -Cl−. Igual que la rama ascendente gruesa, las células del túbulo distal inicial son impermeables al agua y la reabsorción de agua no puede seguir a la reabsorción de solutos. Aquí, la osmolaridad del líquido tubular aún se diluye más, hasta 80 mOsm/l. Por tanto, el túbulo distal inicial también se llama segmento diluyente cortical ( cortical porque el túbulo distal está en la corteza, en vez de en la médula donde se encuentra la rama ascendente gruesa). ​ 4. En el túbulo distal final, las células principales son permeables al agua en presencia de ADH. Recuérdese que el líquido que entra en el túbulo distal final está bastante diluido (80 mOsm/l). Dado que las células ahora son permeables al agua, el agua sale del líquido tubular por ósmosis, según el gradiente osmótico a través de las células (es decir, se reabsorbe). La reabsorción del agua continuará hasta que el líquido tubular se equilibre osmóticamente con el líquido intersticial circundante. El líquido tubular que sale del túbulo distal se equilibra con el líquido intersticial de la corteza y tiene una osmolaridad de 300 mOsm/l. ​ 5. En los túbulos colectores, el mecanismo es el mismo que el descrito para el túbulo distal final. Las células principales de los túbulos colectores son permeables al agua en presencia de ADH. A medida que fluye líquido tubular por los túbulos colectores, se expone al líquido intersticial con una osmolaridad creciente (es decir, el gradiente osmótico corticopapilar). El agua se reabsorbe hasta que el líquido tubular se equilibra osmóticamente con el líquido intersticial circundante. La orina final alcanzará la osmolaridad presente en el extremo de la papila que, en este ejemplo, es de 1.200 mOsm/l. Se ha respondido a las dos preguntas sobre la producción de orina hiperosmótica. ¿Por qué la orina se ha vuelto hiperosmótica? En presencia de ADH, la orina se vuelve hiperosmótica por el equilibrio del líquido tubular en los túbulos colectores con la alta osmolaridad del gradiente corticopapilar. El gradiente osmótico corticopapilar se crea por multiplicación por contracorriente, una función de las asas de Henle, y por reciclaje de urea, una función de los túbulos colectores medulares internos. ¿Qué valor alcanzará la osmolaridad de la orina? En presencia de ADH, la osmolaridad final de la orina será igual a la osmolaridad en la curva del asa de Henle (el extremo de la papila). SIADH Como se ha comentado antes, la respuesta adecuada a la restricción hídrica es la producción de orina hiperosmótica. Sin embargo, en el síndrome de secreción inadecuada de ADH (SIADH), la orina hiperosmótica se produce de forma inadecuada. En el SIADH, las concentraciones circulantes de hormona ADH son anormalmente elevadas por una secreción excesiva de la hipófisis posterior después de un traumatismo craneal o por una secreción de ADH en sitios anormales, como en el caso de los tumores pulmonares. En estas condiciones, la ADH se segrega de forma autónoma, sin un estímulo osmótico; es decir, la ADH se segrega cuando no se necesita. En el SIADH, las concentraciones elevadas de ADH aumentan la reabsorción de agua por el túbulo distal final y los túbulos colectores, haciendo la orina hiperosmótica y diluyendo la osmolaridad plasmática. (Normalmente, una osmolaridad plasmática baja inhibiría la secreción de ADH; sin embargo, en el SIADH, esta inhibición de retroalimentación no se produce porque la ADH se segrega de forma autónoma.) El tratamiento del SIADH consiste en la administración de un fármaco como la demeclociclina, que inhibe la acción de la ADH en las células principales renales. Tabla 6.10 Hormona antidiurética: ejemplos de fisiología y fisiopatología Ejemplo ADH sérica Osmolaridad Osmolarid Flujo Aclaramie plasmática ad de nto de urinaria orina agua libre CH2O Restricción ↑ Elevada-norm Hiperosm Bajo Negativo hídrica al ótica SIADH ↑↑ Baja Hiperosm Bajo Negativo (reabsorción ótica del exceso de agua) Ingesta de ↓ Baja-normal Hiposmóti Eleva Positivo agua ca do Diabetes ↓↓ Elevada Hiposmóti Eleva Positivo insípida (excreción del ca do central exceso de agua) Diabetes ↑ (estimulada por Elevada Hiposmóti Eleva Positivo insípida osmolaridad (excreción del ca do nefrogénic plasmática exceso de a elevada) agua) ADH, hormona antidiurética; SIADH, síndrome de secreción inadecuada de hormona antidiurética. Producción de orina hiposmótica Por definición, la orina hiposmótica (diluida) tiene una osmolaridad inferior a la de la sangre. La orina hiposmótica se produce cuando hay concentraciones circulantes reducidas de ADH (p. ej., ingesta de agua, diabetes insípida central) o cuando la ADH es ineficaz (p. ej., diabetes insípida nefrogénica). En la figura 6.42 se muestran los mecanismos de producción de orina hiposmótica. Pasos de la producción de orina hiposmótica El formato de la figura 6.44 es similar al de la figura 6.43. Los números indican la osmolaridad, y la flecha muestra la reabsorción de agua. La porción de trazo grueso indica los segmentos de la nefrona impermeables al agua, que ahora incluye la rama ascendente gruesa y todo el túbulo distal y el túbulo colector. Obsérvese que aún hay un gradiente osmótico corticopapilar, pero es menor que en presencia de ADH (v. fig. 6.43 ). El gradiente más pequeño puede entenderse por los efectos positivos de la ADH sobre la multiplicación por contracorriente y el reciclaje de urea. En ausencia de ADH, estos procesos se reducen y el tamaño del gradiente osmótico corticopapilar también disminuye. Las preguntas básicas en la formación de orina hiposmótica son: ¿Cómo produce el riñón una orina menos concentrada que la sangre y qué determina hasta dónde descenderá la osmolaridad de la orina? En la producción de orina hiposmótica se producen los siguientes pasos: ​ 1. La reabsorción en el túbulo proximal no se ve afectada por la ADH. Por tanto, en ausencia de ADH, el líquido se reabsorbe de nuevo isosmóticamente, la osmolaridad del líquido tubular es de 300 mOsm/l y [LT/P] osm = 1,0. ​ 2. En la rama ascendente gruesa del asa de Henle, el NaCl se reabsorbe por el cotransportador de Na+ -K+ -2Cl−. Sin embargo, el agua no se reabsorbe por la impermeabilidad de este segmento. Por tanto, el líquido tubular está diluido y el líquido que sale de la rama ascendente gruesa tiene una osmolaridad de 120 mOsm/l. Obsérvese que esta osmolaridad no es tan baja como en presencia de ADH (v. fig. 6.43 ) porque el paso de dilución está reducido en ausencia de ADH (el cotransporte de Na+ -K+ -2Cl− está inhibido). ​ 3. En el túbulo distal inicial, la dilución continúa. El NaCl es reabsorbido por el cotransportador de Na+ -Cl− , pero las células son impermeables al agua. Por tanto, el líquido tubular que sale del túbulo distal inicial tiene una osmolaridad de 110 mOsm/l. ​ 4. El túbulo distal final y los túbulos colectores muestran las diferencias más espectaculares e importantes cuando la ADH es baja o ausente. Ahora  los segmentos son impermeables al agua: dado que el líquido tubular fluye por ellos, no puede producirse un equilibrio osmótico. Aunque el líquido tubular está expuesto a una osmolaridad creciente del gradiente osmótico corticopapilar, el agua no se reabsorbe en respuesta a la fuerza impulsora osmótica. La orina final, que no está equilibrada con la osmolaridad en el extremo de la papila, tiene una osmolaridad de 75 mOsm/l. (La osmolaridad final de la orina es aún menor que la osmolaridad del líquido tubular en el túbulo distal inicial, porque el túbulo distal final y el túbulo colector reabsorben algo de NaCl. En efecto, el túbulo distal final y el túbulo colector también se convierten en segmentos diluyentes.) Figura 6.44: Se ha respondido a las dos preguntas sobre la producción de orina hiposmótica. ¿Cómo se vuelve la orina hiposmótica? El líquido tubular se diluye en los «segmentos diluyentes», que reabsorben NaCl sin agua acompañante. El equilibrio osmótico no se produce en los túbulos colectores en ausencia de ADH y se excreta la orina diluida. ¿Hasta dónde descenderá la osmolaridad de la orina? Esta reflejará las funciones combinadas de todos los segmentos diluyentes, como la rama ascendente gruesa y el túbulo distal inicial, además del resto del túbulo distal y los túbulos colectores. La orina hiposmótica se produce como una respuesta normal a la ingesta de agua. Sin embargo, hay dos situaciones anómalas en las que se produce orina diluida de forma inadecuada: diabetes insípida central y diabetes insípida nefrogénica. Las características de estas patologías se enumeran en la tabla 6.10. Diabetes insípida central La diabetes insípida central puede producirse después de un traumatismo craneal, en el que el traumatismo depleciona los depósitos de ADH de la hipófisis posterior. Por tanto, la hipófisis posterior no puede segregar ADH en respuesta a un estímulo osmótico. Debido a que las concentraciones circulantes de ADH son bajas o 0, todo el túbulo distal y los túbulos colectores son impermeables al agua. Por tanto, se excretan grandes volúmenes de orina diluida (hasta 15 l/día). La osmolaridad plasmática aumenta hasta valores anormalmente elevados porque se excretan cantidades excesivas de agua por la orina (el agua que se habría reabsorbido si hubiera ADH). La elevada osmolaridad plasmática normalmente estimularía la secreción de ADH, pero en la diabetes insípida central no existe ADH para ser segregada por la hipófisis posterior. El tratamiento de la diabetes insípida central consiste en la administración de un análogo de la ADH, como la 1-desamino-8-D-arginina vasopresina (dDAVP). Diabetes insípida nefrogénica La diabetes insípida nefrogénica consiste en un defecto en la respuesta renal a la ADH. Aunque la secreción de ADH de la hipófisis posterior es normal, un defecto en el receptor, la proteína Gs , o la adenilil ciclasa hace que las células principales no respondan a la ADH. En consecuencia, la ADH no consigue aumentar la permeabilidad al agua en el túbulo distal final y los túbulos colectores. Como ocurre en la diabetes insípida central, el agua no puede reabsorberse en estos segmentos y se excretan grandes volúmenes de orina diluida. La osmolaridad plasmática aumenta, lo que estimula la hipófisis posterior para segregar aún más ADH. Las concentraciones circulantes de ADH son superiores a las normales en la diabetes insípida nefrogénica, pero estos elevados niveles de ADH no producen ningún efecto sobre las células principales. La diabetes insípida nefrogénica se trata con diuréticos tiazídicos. (La administración de un análogo de la ADH como la dDAVP sería inútil porque el defecto se encuentra en la respuesta a la ADH.) Para entender la justificación de utilizar diuréticos tiazídicos, hay que tener en cuenta el problema fundamental en la diabetes insípida nefrogénica: dado que las células principales no responden a la ADH, se excretan grandes volúmenes de orina diluida. Los diuréticos tiazídicos son útiles porque: 1) inhiben el cotransporte de Na+ -Cl− en el túbulo distal inicial, impidiendo la dilución de la orina en este segmento; dado que se excreta más NaCl, la orina está menos diluida de lo que estaría sin tratamiento; 2) los diuréticos tiazídicos reducen la TFG y, por la menor reabsorción de Na+ , reducen el volumen de LEC. Esto provoca un aumento de la reabsorción en el túbulo proximal por efectos sobre las fuerzas de Starling. La combinación de menos agua filtrada y más agua reabsorbida en el túbulo proximal significa que disminuye el volumen total de agua excretada. Aclaramiento de agua libre El agua libre se define como agua destilada libre de solutos (o agua libre de solutos). En la nefrona, el agua libre se genera en los segmentos diluyentes, donde el soluto se reabsorbe sin agua. Los segmentos diluyentes de la nefrona son los impermeables al agua: la rama ascendente gruesa y el túbulo distal inicial. La medición del aclaramiento de agua libre CH2O es un método para evaluar la capacidad del riñón para diluir o concentrar la orina. Los principios de esta medición son los siguientes: cuando las concentraciones de ADH son bajas, se excreta el agua libre generada en la rama ascendente gruesa y el túbulo distal inicial (puesto que no puede reabsorberse en los túbulos colectores). La orina es hiposmótica y el aclaramiento de agua libre es positivo. Cuando las concentraciones de ADH son elevadas, el agua libre generada en la rama ascendente gruesa y el túbulo distal inicial se reabsorbe en el túbulo distal final y el túbulo colector. La orina es hiperosmótica y el aclaramiento de agua libre es negativo. Medición del El aclaramiento de agua libre se calcula con la siguiente ecuación: Importancia del El CH2O puede ser 0, positivo o negativo. Las explicaciones de estos valores son las siguientes: ​ ♦CH2O cero. El CH2O es 0 cuando no se excreta agua libre de soluto. En estas condiciones, la orina es isosmótica con el plasma (llamada isostenúrica). Es poco habitual que el CH2O sea 0, pero el caso puede darse durante el tratamiento con un diurético de asa, puesto que en tal situación la reabsorción de NaCl está inhibida en la rama ascendente gruesa. Cuando la reabsorción de soluto está inhibida en la rama ascendente gruesa, no se produce agua libre en este lugar: si no se genera agua libre, no puede excretarse. Por tanto, la capacidad de diluir la orina al beber agua está alterada en una persona tratada con un diurético de asa. Asimismo, la capacidad de concentrar la orina durante la restricción hídrica está alterada porque los diuréticos de asa también interfieren en la formación del gradiente osmótico corticopapilar (por inhibición del cotransporte de Na+ -K+ -2Cl− y la multiplicación por contracorriente). ​ ♦CH2O positivo. El CH2O es positivo cuando las concentraciones de ADH son bajas o cuando la ADH es ineficaz y la orina es hiposmótica. El agua libre de soluto, generada en la rama ascendente gruesa y el túbulo distal inicial, se excreta por la orina porque los túbulos distales finales y los túbulos colectores son impermeables al agua en estas condiciones. ​ ♦CH2O negativo. El CH2O es negativo cuando las concentraciones de ADH son elevadas y la orina es hiperosmótica. El agua libre de soluto generada en la rama ascendente gruesa y el túbulo distal inicial (y más) es reabsorbida en los túbulos distales finales y los túbulos colectores. Debido a que CH2O negativo es un término engorroso, se invierte el signo y se llama reabsorción de agua libre o (el término «c» hace referencia a los túbulos colectores).