Asa de henle

ASA DE HENLEJuan José García Bustinza

Nefrólogo Pediatra

HNERM-UPCH

Funciones del asa de Henle• Creación del gradiente osmótico medular por el

mecanismo multiplicador de contracorriente.• En la rama descendente: reab. del 40% del agua filtrada• En la rama ascendente: reab. de 30-50% de Na, K, Ca y

Mg filtrados y 5% de bicarbonato.

Reabsorción de agua• La resorción de sodio y agua es de la misma magnitud en

el túbulo proximal.• Ambas sustancias se resorben en el asa de Henle. Sin

embargo, el asa es un sitio en el que se resorbe sal y se deja agua en exceso en la luz de la nefrona.

• Ocurre resorción de sodio, pero no de agua, en el túbulo contorneado distal.

• Se producen reabsorción de agua y sodio en el sistema del conducto colector los varían de modo considerable de acuerdo con diversos factores.

Reabsorción de agua• El desplazamiento del agua puede

efectuarse por diversos medios:• Difusión neta simple a través de la

bicapa lípida,• Mediante acuaporinas que se

encuentran en las membranas plasmáticas de las células tubulares, y

• A través de las uniones apretadas entre las células.

• Las membranas basolaterales de las células renales son muy permeables al agua: la osmolalidad citosólica es similar a la del intersticio circundante.

• La membrana luminal y las uniones apretadas son los sitios en los que la variabilidad es más grande.

Reabsorción de agua• Capacidad de los riñones para producir orina hiperosmótica:• El riñón humano puede producir una concentración urinaria

máxima de 1 400 mosm/kg en caso de deshidratación extrema. • La suma de urea, sulfato, fosfato, otros productos de desecho

y un número pequeño de iones que no son de desecho excretados cada día promedian cerca de 600 mosm/día en condiciones normales.

• Por este motivo el volumen mínimo de agua en el que esta masa de solutos puede disolverse se aproxima a 600 mmol/1 400 mosm/L = 0.43 L/día.

• Este volumen de orina se conoce como pérdida obligatoria de agua. No es un volumen, cambia según los estados fisiológicos (aumento del catabolismo tisular, ayuno, traumatismos).

HETEROGENEIDAD DE LA NEFRONA

Nefrona Cortical o Superficial

(20-30%)

Nefrona Medial o Intermedia

(60-70%)

Nefrona yuxtamedular o

profunda

(10-15%)

Nefronas Corticales y Yuxtamedulares

Corticales:•Poseen Asa de Henle corta.•Penetran poca distancia dentro dela médula renal.•Poseen una red capilar peritubular.

Yuxtamedulares:•Ubicadas en el límite cortico-medular•Poseen Asa de Henle larga.•Penetran en la médula, llegando incluso hasta la pápila renal.•Poseen una red capilar especializada llamada Los Vasos Rectos que corren en paralelo a las asas de Henle.

ASA DE HENLE: REABSORCIÓN Y SECRECIÓN

• Rama descendente es muy permeable al agua y solutos pequeños

• Rama ascendente gruesa es muy permeable al sodio (se reabsorbe un 25%) y cloruro, pero no al agua

• Cotransportador destacado: Na+/K+/2Clinhibible por diuréticos como furosemida o ácido etacrínico.

• Realizan 2 funciones principales:

1. Reabsorven 25-35% ClNa filtrado, principalmente en ascendente grueso.

2. Reabsorven ClNa en exceso de agua, escencial para la excreción de orina con osmolalidad diferente a la del plasma.

Mecanismo de entrada de ClNa• La entrada de ClNa en las porciones medular, cortical del

segmento ascendente grueso se produce principalmente a traves de:

Transportador Na+-K+-2Cl- en la membrana luminal Transportador pasivo. Obtiene la energia indirectamente por la bomba

ATPasa de Na.

Na/KATPasa

3Na+

2K+

Na+

CAPILARES PERITUBULARESCÉLULA DEL SEGMENTO ASC GRUESO

2Cl-

K+

LUZ TUBULAR

K+ Cl-

Na+Ca++

Mg++

+ -

Papel en el equilibrio ácido-base

• El segmento medular grueso también contribuye a la regulación del equilibrio A-B.

• Se reabsorve la mayoría de HCO3 no reabsorvido por el TCP.

• También reabsorve NH4+, si este sustituye al K+ en el cotransportador de Na-K-2Cl.

Ammonia transport along the various renal epithelial segments.

Weiner I D , Verlander J W Am J Physiol Renal Physiol 2011;300:F11-F23

©2011 by American Physiological Society

Ammonia transport in the proximal tubule.



Ammonia reabsorption in the TAL.



Model of collecting duct ammonia secretion.



Reabsorción de Bicarbonato• Este bicarbonato, si no fuera recuperado a lo largo de la

nefrona, se perdería por la orina. Esa pérdida masiva provocaría una profunda acidosis metabólica.

• El túbu!o proximal recupera aproximadamente el 85% del bicarbo-nato filtrado.

• El 15% restante se recupera en su mayor parte en la rama ascendente del asa de Henle

Papel en la excreción de calcio urinario

• El calcio se reabsorve de forma pasiva en el segmento ascendente grueso, siguiendo el gradiente luz positivo creado por la reabsorción de Na.

Intrarenal localization and roles of the calcium-sensing receptor (CaSR).

Riccardi D , Brown E M Am J Physiol Renal Physiol 2010;298:F485-F499


Reabsorción tubular de Ca, P y Mg

Reabsorción pasiva de Na e hipoxia medular

• La medula renal es particularmente suceptible al daño cuando la perfusión renal esta deteriorada.

• En respuesta a la isquemia renal, el segmento ascendente disminuye el transporte del ClNa por la actividad reducida del Na-K-2Cl, para conservar la viabilidad celular.

Transporte en el segmento cortical ascendente grueso

• Mediado por Na-K-2Cl.• Tiene mayor importancia en la reabsorción de Ca+2,

Mg+2.

Scheinman SJ, Guay-Woodford LM, Thakker RV, Warnock DG. Genetic disorders or renal electrolyte transport. N Engl J Med Vol. 340, No. 15. (15 April 1999), pp. 1177-1187

Scheinman SJ, Guay-Woodford LM, Thakker RV, Warnock DG. Genetic disorders or renal electrolyte transport. N Engl J Med Vol. 340, No. 15. (15 April 1999), pp. 1177-1187

MECANISMO DE CONTRACORRIENTE

• El fluido que abandona el TCP es isosmótico con respecto al plasma.

• Sin embargo la excreción de la orina isosmótica no es adecuada para mantener los requerimientos homeostáticos del organismo.

Sobrecarga hídrica Hiposmótica

Restricción hídrica Hiperosmótica.

La formación de orina diluida o concentrada se realiza por el MECANISMO DE CONTRACORRIENTE, que afecta al asa de Henle, tubo colector cortical y medular.

Multiplicación Contracorriente• El proceso por el cual la osmolalidad intersticial en la

médula se incrementa desde 285 a 900-1400, se denomina MULTIPLICACION CONTRACORRIENTE

• Un factor escencial de la MC: diferente permeabilidad, distintas características de transporte.

La eficacia del MC varía directamente con la longitud del segmento ascendente grueso.

• Segmento Descendente

Permeable al aguaEn menor grado a ClNa y Urea

• Segmento ascendente

Impermeable al aguaMayor reabsorción de ClNa

Permeabilidad del asa de Henle y nefrona distal a ClNa, urea y agua.

Sección ClNa Urea AguaBasal ADH

Segmento descendenteSegmento ascendente Porción fina Porción gruesaTúbulo distal y seg colectorTúbulo colector corticalTúbulo colector medular Externo Interno

+

+++

+- ++ ++

++

++++

Generación de la hiperosmolalidad medular intersticial

• El primer y principal paso en la multiplicación contracorriente es el trasporte de ClNa desde el segmento ascendente del asa de Henle hacia el

intersticio

285

285

285 285

285 285

285 185385

385285 185

385 385 185

385 385 185

Transporte de ClNa

Difusión pasiva de H20

1 2 3

El resultado es la creación de un gradiente osmótico entre el segmento ascendente y el descendente con el intersticio

• Cuando la orina fluye a través de los túbulos y el transporte de ClNa continua, el paso inicial se ve multiplicado, lo que genera una osmolalidad intersticial mucho más elevada.

• A cualquier nivel a lo largo del asa de Henle, se puede establecer un gradiente de [ ] de 200 mosml/kg entre les segmentos ascendente y descendente del asa de Henle mediante el transporte de NaCl.

Medula

CortezaIntersticio

Asa de Henle Tubo colector

PapilaUosm=1200 mosml/kg

285

400

600

800

1000

1200

400

600

800

1000

1200

200

400

600

800

400

600

800

1000

1200

ADH elevada

Transporte de ClNa

Difusión pasiva de H2O

• La osmolalidad del fluido tubular que deja el segmento ascendente es hipoosmótico con respecto al plasma.

• Los TC son permeables al agua (ADH) la orina se equilibra con el intersticio y se excreta una orina concentrada.

La osmolalidad final de la orina viene determinada en mayor medida por la permeabilidad al H20 de los TC y no por lo que

sucede en el asa de Henle.

Reabsorción de ClNa en el segmento ascendente delgado• La reabsorción del ClNa es principlamente pasiva.1. Reabsorción activa de ClNa en el asa asc gruesa2. En presencia de ADH, hay absorción de agua

[ ] urea difunde al intresticio TC medular3. Osmolalidad intersticial en el extremo papilar

1200mosml/kg

4. En el segmento descendente existe un mov de H2O por aquaporina 1 [ ] de Na en 4 veces en el fluido tubular Difusión pasiva del ClNa fuera del segmento ascendente delgado

El efecto final es la reabsorción de ClNa sin agua y la de la osmolalidad del fluido tubular, ambos necesarios

para el Mecanismo Contacorriente

Intercambio contracorriente: vasa recta

• Mantienen el equilibrio de concentración en la médula, mediante el retorno del ClNa y el H2O reabsorvidos en asa ascendente y en el tubo colector a la circulación sistémica.

• Desempeña un papel integral en el mantenimiento del gradiente osmótico medular.

RESUMEN

1. El mecanismo de contracorriente permite al riñon excretar una orina con una osmolalidad que varía en el hombre de 50 a 900-1200.

2. El acontecimiento principal en este proceso es el transporte activo de ClNa fuera del segmento ascendente grueso al interstico medular.

3. Provocar una MC, donde se crea un gradiente osmótico medular que alcanza su máximo en el extremo papilar.

a. La orina isoosmótica liberada en el TCP se convierte en hiperósmotica en el segmento descendente por salida de H2O equilibrar con el intersticio medular.

b. Después se hace hipoosmótica en el seg asc por reabsorción de ClNa sin agua.

c. La osmolalidad de la orina se determina en los TC dependiendo de la ADH.

ADH Orina concentradaNo ADH Orina diluida

Papel de la Urea

• Casi la mitad de la osmolalidad presentes en el extremo papilar es debido a la úrea.

• La elevada [ ] de urea es x difusión por un gradiente de [ ] favorable desde el TC de la médula al intersticio.

Transporte de urea

• Producto final del metabolismo de proteínas pero a su vez regula la excreción de agua

• Los aminoacidos se degradan en una porción de resto carbohidrato y una nitrogenada amonio la cual es metabolizada a urea en el hígado

• El riñón tiene que eliminar más de lo que el hígado sintetiza

Transporte de urea

LA ÚREA

Se concentra en la parte superior del tubo colector (médula externa), impermeable a la urea.

Se reabsorbe en la parte inferior del tubo colector (médula interna).

(Estos cambios son controlados por ADH)

Se recicla en la médula interna donde se añade al gradiente osmótico.

.

Schrier R W JASN 2006;17:1820-1832

©2006 by American Society of Nephrology

Recordando• La resorción de la mayor parte del agua filtrada, aniones y

contenido osmótico se vinculan con la resorción activa de sodio

• La gran mayor parte del volumen filtrado se resorbe de manera isoosmótica en TCP, y es dependiente de la resorción activa de sodio

• La capacidad para generar orina de osmolalidad variable depende de la separación entre la sal y el agua en los segmentos diluyentes.

Recordando• La resorción de agua mas allá del asa de henle es

variable y depende del estado de hidratación.• ADH determina si el liquido hipoosmótico se excrete

como tal o su mayor parte se resorba.• El gradiente osmótico medular depende de: a) dilución

por la rama gruesa ascendente, b) recirculación de la urea, y c) flujo de sangre a bajo volumen a contracorriente por los vasos rectos.

DEPURACIÓN DE AGUA

Es el agua eliminada del plasma que está libre de partículas osmóticamente activas.

Dep H2O = Vu - Dep Osm

Dep Osm = Vu x Uosm Posm

Dep H2O = Vu - Vu x Uosm Posm

Donde: Vu = volumen de orina /tiempo Vosm = osmolaridad urinaria Posm = osmolaridad plasmática

DEPURACIóN DE AGUA

“Es el agua libre de solutos que debe seragregada a, o eliminada de la orina para quesea ISOSMOTICA con respecto al plasma.

Si la exc. De agua ==> DEP. Agua (+)“se elimina agua”

Si la exc. De agua ==> DEP. Agua (-)“se conserva agua”

Factores que disminuyen excreción renal de agua libre

Generación disminuida de agua libre en el asa de Henle y tubuli distal.

• Disminución del flujo a éstos segmentos: depleción del volumen circulante efectivo; insuficiencia renal.

• Inhibición de la reabsorción de ClNa por uso de diuréticos.

Poliuria• Determinar el aclaramiento de agua libre si es positiva

(osmolaridad urinaria menor que la osmolaridad plasmática), la poliuria será de origen acuoso

• Si es negativa (osmolaridad urinaria mayor que la osmolaridad plamática), será de origen osmótico

• Los 1200 a 1400 mosm/L de máxima concentración a nivel de la médula renal se debe 50% a urea y 50% a la concentración urinaria de sodio y potasio a nivel del intersticio medular, por lo que al perder urea podría disminuir hasta 600mosm/L

• El wash out medular debido a la disminución de la capacidad de concentración urinaria por pérdida de urea origina que se requiera el doble de agua para eliminar la misma cantidad de solutos

Importancia del Potasio• Es el principal catión intracelular • Principal responsable de la osmolaridad intracelular• Es necesario para mantener la integridad de los

ribosomas y estimular selectivamente la incorporación de aa en las cadenas polipeptídicas

Importancia del Potasio• El potencial de reposo de la célula depende en gran parte

de la concentración intra-(150 mEq/L) y extracelular (4-5 mEq/L) de K+ y en condiciones de desequilibrio de K+ la función celular se altera.

Importancia del Potasio• El potencial de reposo de la membrana es generado en

gran parte por la difusión del K+ celular hacia el espacio extracelular y a favor de un gradiente de concentración.

• Debido a que el K+ posee carga positiva, su difusión carga negativamente el interior de la célula con respecto al exterior.

Alteraciones en el potencial de membrana

Distribución del potasio corporal• El cuerpo contiene de 3,000 a 4,000 mEq de K+ (50 a 55

mEq/kg de peso corporal) • El potasio extracelular comprende 5,5 meq/Kg de los

cuales 4 meq/Kg (7.6%) son del hueso y solo 0.4% esta en el plasma

• El 95% del potasio es intercambiable

NEJM Vol 339, No.7, 1998HOMEOSTASIS DEL POTASIO

Manejo renal del potasio• El K plasmático se filtra libremente en el glomérulo• La mayor parte del K filtrado es reabsorbido en el túbulo

proximal y el asa de Henle. • El K es secretado hacia el filtrado en el túbulo distal y el

túbulo colector.

Summary of tubular potassium transport

Transport Normal- or high-potassium diet

Low-potassium diet or potassium depletion

Proximal tubule Reabsorption (60–80%) Reabsorption (55%)

Thick ascending limb Reabsorption (5–25%) Reabsorption (30%)

Distal convoluted tubule Secretion Reabsorption

Principal cells, connecting tubule, and cortical collecting duct

Substantial secretion (>15%)

Little secretion

H-K-ATPase-containing intercalated cells, cortical collecting duct

Reabsorption (10%) Reabsorption (10%)

H-K-ATPase-containing cells, medullary collecting duct

Reabsorption (5%) Reabsorption (5%)

Renal K+ handling

Unwin, R. J. et al. (2011) Pathophysiology and management of hypokalemia: a clinical perspectiveNat. Rev. Nephrol. doi:10.1038/nrneph.2010.175

Canales de potasio

Asa de henle

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