TEMA 2. FUNCIÓN TUBULAR. RESORCIÓN DE SOLUTOS Resorción de solutos. Importancia de la resorción tubular. Valoración de la función tubular. Túbulo proximal. Asa de Henle y túbulo distal. Túbulo colector. Regulación de la función tubular. 1. OBJETIVOS • • • • •

Comprender la importancia de la función tubular. Conocer los métodos utilizados para valorar la función tubular. Conocer las vías de transporte y las funciones del túbulo proximal. Conocer las funciones del asa de Henle, del túbulo distal y del túbulo colector Conocer los mecanismos implicados en la regulación de la función tubular.

2. CONTENIDOS 2.1. Importancia de la resorción tubular Una vez filtrado el plasma en el glomérulo, el fluido que recorre el túbulo contorneado proximal posee una gran riqueza en elementos interesantes para el organismo. Si estas sustancias fueran directamente excretadas, sería necesario que el animal las reemplazara diariamente con la ingestión desmesurada de agua y alimentos. En los túbulos renales tiene lugar la recuperación de agua, electrolitos, glucosa y otros pequeños solutos de manera que la composición final de la orina en los túbulos colectores dista mucho de ser la misma que la del túbulo proximal. Por citar algunos ejemplos, el 100% de la glucosa filtrada se recupera en condiciones normales, así como el 99% del agua y del sodio. 2.2. Valoración de la función tubular. Tasa de excreción fraccional El porcentaje de una sustancia filtrada que finalmente es excretado en la orina se denomina tasa de excreción fraccional (FE). Esta tasa es el resultado neto de los tres procesos que sufre dicha sustancia en la nefrona: filtración, resorción y secreción. Para calcularla se relaciona la concentración en orina de la sustancia determinada con su concentración plasmática, y se divide esta relación por la proporción orina/plasma de otra sustancia utilizada como referencia. Por ejemplo, si utilizamos la inulina o la creatinina como referencia, que sabemos que se excretan al 100%, el porcentaje de una sustancia x que se excreta (FE) se podría calcular:

FEx =Ux/Px Uc/Pc

*

100

Del mismo modo, la tasa de resorción de una sustancia x se puede calcular restando de l su FE:

FRx = 1 - FEx

En general, las sustancias que no se reabsorban ni se secreten, como es el caso de la inulina o la creatinina, tendrán una FE igual a 1 (se excretan al 100%), las sustancias que se reabsorban parcialmente tendrán una FE menor de 1, y las sustancias que no se reabsorban y se secreten tendrán una FE mayor de 1. 2.3. Túbulo próximal 2.3.1. Función de reabsorción en el túbulo proximal En el túbulo proximal tiene lugar la reabsorción de aproximadamente el 60% de las sustancias filtradas. Para que esto ocurra, es importante la disposición anatómica del túbulo y su relación con los capilares peritubulares. La superficie apical de las células tubulares proximales se encuentra muy ampliada gracias a la presencia de numerosas microvellosidades que le dan el característico aspecto de borde en cepillo. Por su parte, el borde basal de la célula también posee numerosos pliegues penetrantes para aumentar el área superficial

accesible. Por último, en las uniones intercelulares encontramos unas estructuras muy permeables que delimitan la separación entre la membrana apical y la basolateral denominadas zonas occludens. Esta disposición permite el transporte de agua y solutos por dos vías, una transcelular y otra paracelular (Fig. 2-1). La elevada presión oncótica del plasma en el capilar peritubular y la baja presión hidrostática en el mismo favorecen el paso de agua y solutos hacia el interior de la corriente sanguínea desde el líquido intersticial.

Figura 2-1. Vías de transporte y reabsorción de Na+ en el túbulo proximal (Berne y Levy, 1992). El agua y los solutos deben pasar de la luz del túbulo hacia el líquido intersticial para que los capilares sanguíneos los recuperen. Entre ambos se interpone la célula tubular. El primer paso pues, debe ser, en aquellas sustancias que utilizan la vía transcelular, atravesar la membrana apical de dicha célula. En la membrana basolateral se localiza una bomba de Na+/K+ que, en condiciones óptimas, expulsa tres moléculas de Na+ hacia el líquido intersticial y envía dos moléculas de K+ hacia el interior de la célula. El gradiente electroquímico para el Na+ creado por esta bomba promueve el movimiento de Na+ desde el líquido tubular al interior de la célula y es, indirectamente, la causa del transporte de un gran número de iones y otros solutos por diferentes mecanismos. Para la entrada de Na+ es necesaria la presencia de transportadores específicos en la membrana y, a su vez, este transporte se encuentra acoplado al de otros solutos en la misma dirección (cotransporte) o en la contraria (contratransporte). Entre las sustancias que son absorbidas mediante cotransporte acoplado al Na+ se incluyen la glucosa, los péptidos pequeños y aminoácidos, el fosfato y los aniones orgánicos, del mismo modo que se estudió en el tema correspondiente a la absorción intestinal. La resorción de bicarbonato es consecuencia del contratransporte Na+/H+ (Fig. 2-2). La resorción pasiva de Cl es también consecuencia indirecta de la energía procedente de la Na+ K+ ATPasa, ya que se produce in gradiente químico y eléctrico a su favor por la entrada de Na+ y del resto de solutos; este ión es absorbido por la vía paracelular. El Ca2+ es reabsorbido en su mayoría por mecanismos pasivos y para el K+ se ha sugerido la resorción activa pero no se ha identificado el mecanismo responsable (Fig. 2-2). -

Las proteínas de bajo peso molecular, entre las que se incluyen hormonas como el glucagón, la insulina o la hormona paratiroidea también son reabsorbidas en el túbulo proximal pero por el sistema de endocitosis mediada por receptor.

Figura 2-2. Reabsorción de diferentes solutos en el túbulo proximal (Berne y Levy, 1992). 2.3.2. Función de secreción en el túbulo proximal Muchas de las sustancias que llegan al glomérulo con la sangre son o están conjugadas con proteínas en el plasma y, en consecuencia resulta difícil filtrarlas. Algunas de ellas son productos de desecho endógenos, medicamentos o toxinas exógenas que al organismo le interesa eliminar. El túbulo contorneado proximal realiza otra importante función al recibir estos productos, que son secretados desde la sangre a la célula tubular y pasan de ésta al líquido tubular para ser excretados en la orina. Entre las sustancias orgánicas endógenas que son secretadas a este nivel se incluyen las sales biliares, oxalato, urato, creatinina, prostaglandinas, adrenalina e hipuratos. También se eliminan algunos antibióticos, diuréticos, analgésicos y herbicidas. Las implicaciones prácticas del proceso de secreción son muy variadas. 2.4. Asa de Henle y túbulo distal El transporte de solutos en la rama delgada del asa de Henle es prácticamente inexistente, como se deduce del aspecto del epitelio tubular en esta zona. La función principal de esta porción de la nefrona se relaciona con la resorción de agua y se explicará en el siguiente tema. En la rama gruesa del asa de Henle y en el túbulo contorneado distal se recupera la capacidad para el transporte de solutos gracias el epitelio alto, rico en mitocondrias y con numerosos pliegues que caracteriza a esta región. Básicamente, el motor que genera la energía para el transporte a través de la célula tubular es la ATPasa Na+/K+ de la membrana basolateral, cuya actividad es mayor que en cualquier otro segmento de la nefrona. La existencia de un cotransportador de Na+ /K+/2 Cl- en la membrana apical favorece el movimiento de estos iones desde el líquido tubular al interior de la célula, promovido por el gradiente generado por la ATPasa Na+K+. Los cationes utilizan la via paracelular para llegar a la sangre gracias al gradiente eléctrico generado por la absorción de Cl- y la secreción de K+. En la figura 2-3 se resumen los mecanismos de transporte comentados:

Figura 2-3. Resorción en la rama ascendente del asa de Henle (Berne y Levy, 1992). Tanto la rama ascendente gruesa como el túbulo contorneado distal son impermeables al agua. La resorción de sales sin la resorción concurrente de agua da lugar a un líquido tubular hipotónico y en consecuencia estos segmentos son llamados diluyentes. 2.4. Túbulo colector La célula principal del conducto colector parece ser la responsable de la resorción de NaCl en esta zona, siendo el Na+ transportado activamente hacia el líquido intersticial por la bomba ATPasa Na+/K+ de la membrana basolateral como en otras regiones de la nefrona ya estudiadas. El K+ es secretado desde la célula al líquido tubular debido a que el canal apical para el K+ es más permeable que el canal basolateral y a que el potencial eléctrico luminal negativo favorece la secreción de K+. Los conductos colectores son también capaces de resorber K+ a través de la célula intercalada. 2.5. Regulación de la función tubular Mientras que en el túbulo proximal el agua y los solutos se reabsorben en cualquier circunstancia, el túbulo distal y el conducto colector controlan la tasa final en la excreción de ambos para mantener la homeostasis en función de las variaciones en la dieta y de las pérdidas extrarrenales de agua y sales. Las respuestas de estos segmentos para alterar la resorción o secreción están mediadas por varias hormonas, entre las que se incluyen la aldosterona, el péptido natriurético auricular, la hormona antidiurética, la hormona paratiroidea, la vitamina D3 y la calcitonina. Aunque todas estas hormonas serán estudiadas en el bloque temático correspondiente, es importante que se conozca su papel en la función tubular por lo que se propone investigar dicho papel como actividad de aplicación de conocimientos.