Manejo Renal del Agua

En condiciones normales, el organismo se mantiene en balance hídrico, es decir, el agua ingerida, más la producida durante la oxidación de los alimentos, debe ser equivalente a la pérdida por la piel, por el sistema respiratorio, por el sistema digestivo y por los riñones. Para mantener el balance hídrico, el organismo cuenta con los siguientes mecanismos:

• La sed (regula la ganancia).
• La regulación renal de la excreción de agua (regula la pérdida).

Los riñones producen una orina diluida en caso de excesiva ingesta de líquidos, o una orina concentrada debido a una ingesta pequeña de agua, para preservar el agua en el organismo. Este mecanismo es fundamental para el mantenimiento de la osmolaridad de los líquidos corporales.

1. Reabsorción del Agua

• En el túbulo proximal, el agua acompaña a la reabsorción activa y pasiva de solutos: se reabsorbe un 65% del agua filtrada.
• En el segmento descendente del asa de Henle, el agua se mueve hacia el intersticio, atraída por la osmolaridad creciente de la médula renal; se reabsorbe un 10%. No hay salida de solutos.
• En el segmento ascendente y en el túbulo distal no se absorbe agua.
• En el túbulo colector, solo se reabsorbe agua en presencia de la hormona antidiurética (ADH); en ausencia, es impermeable.

*La reabsorción de agua en el túbulo proximal y segmento descendente del asa de Henle se denomina reabsorción obligatoria, porque acompaña a los solutos que han sido reabsorbidos.

*La reabsorción de agua en el túbulo colector se llama reabsorción facultativa, porque responde a las condiciones hídricas del organismo: en caso de privación de agua, se produce un aumento de la reabsorción en este segmento tubular, y disminuye en caso contrario. La reabsorción facultativa es independiente de la reabsorción de solutos.

La reabsorción facultativa depende de:

• La generación de un gradiente osmótico en dirección medular, que sustente el movimiento de agua desde el túbulo colector hacia el intersticio.
• El mantenimiento de ese gradiente osmótico.
• La presencia de hormona antidiurética (ADH), la cual regula la permeabilidad al agua en la membrana luminal del túbulo colector.

2. Mecanismos de Concentración y Dilución de la Orina

En el proceso de depuración renal, existe una excreción obligatoria de solutos que supone también una pérdida obligatoria de agua corporal. Si la orina fuera de una osmolaridad igual a la del plasma (300 mOsm/kg de agua), se necesitarían excretar varios litros. En ocasiones, la orina puede estar más concentrada, llegando a alcanzar valores osmolares de hasta 1200 mOsm/kg de agua. En este caso, el volumen de agua necesario sería menor. Sin embargo, en la orina normal, no suele corresponderse los osmoles con el volumen de líquido, siendo normalmente menor del necesario, de 1 a 2 litros por día para una orina con una osmolaridad de 3 a 4 veces la del plasma. Esto es así porque el riñón ha encontrado la forma de ahorrar agua en el proceso de formación de la orina. Para ello, necesita controlar la permeabilidad al agua en el túbulo colector medular para permitir movimientos de agua dentro del mismo. Para que se den estos movimientos de agua, se necesitan diferencias osmóticas entre el interior tubular y el exterior. Para ello, crea un gradiente osmótico córtico-medular, mayor hacia la médula interna; de esta forma, la tendencia del agua tubular es de salir, más cuanto más concentrada esté la médula, siempre y cuando exista permeabilidad para ello.

*Por tanto, la capacidad renal de concentrar o diluir la orina dependerá de:

1. Creación y conservación de un gradiente osmótico (compuesto por NaCl (50%) y urea (50%)) creciente en dirección medular:

• Asa de Henle: actúa como multiplicador por contracorriente. Responsable de generar el gradiente osmótico.
• Los vasos rectos: actúan como intercambiadores de contracorriente y permiten mantener dicho gradiente.
• Los túbulos colectores: actúan como equilibradores osmóticos, modificando la osmolaridad final del gradiente osmolar córtico-medular.

2. El papel de la ADH como regulador de la permeabilidad al agua y urea en el túbulo colector, lo cual permite modificar el gradiente medular y el contenido final de agua y urea de la orina.

Los principales factores que contribuyen al aumento de la concentración de solutos en la médula renal y a generar el intersticio medular hiperosmótico son:

• El mecanismo multiplicador contracorriente del asa de Henle.
• La difusión facilitada de urea desde los túbulos colectores de la médula interna hacia el intersticio renal.
• El transporte activo de iones en los túbulos colectores hacia el intersticio medular.
• El poco o nulo paso de agua al intersticio en la zona de los túbulos colectores (mucho menor que la reabsorción de solutos hacia el intersticio).

2.1. Mecanismo Multiplicador Contracorriente del Asa de Henle

1. Generación del gradiente osmótico medular: se logra por la capacidad que tienen los riñones para acumular solutos en el intersticio medular, de manera que la concentración osmótica de estos aumenta desde la médula externa hasta la papila renal. Las nefronas involucradas son las yuxtamedulares, cuyas asas de Henle son muy largas, y son estas estructuras, por sus características anatómicas y funcionales, las que pueden generar el gradiente osmótico. El gradiente osmótico aumenta desde la médula externa hacia la médula interna. En los humanos, va desde 300 mOsm/L hasta 1200 mOsm/L.

*Los solutos que contribuyen a la existencia del gradiente osmótico:

• En la médula externa: NaCl.
• En la médula interna: NaCl y urea.

2. Generación de gradiente paso a paso: por las características de la reabsorción en el túbulo proximal, el líquido que ingresa en el asa de Henle es isosmótico con el plasma (300 mOsm/L). Antes de la generación del gradiente, el intersticio medular también es isosmótico con el plasma (300 mOsm/L). De manera que el líquido que comienza a recorrer el asa de Henle no cambia ni su composición ni su osmolaridad.

• Inicio de la formación del gradiente osmótico medular: cuando el líquido llega al segmento grueso del asa de Henle, la acción conjunta del cotransportador Na, K y 2Cl, y la bomba Na/K. En el segmento grueso del asa de Henle, la salida de Na hacia el espacio intersticial no va acompañada de salida de agua.

3. En consecuencia: la osmolaridad del líquido que circula por este segmento tubular disminuye a menos de 300 mOsm/L, la del espacio intersticial medular aumenta a más de 300 mOsm/L. Una vez aumentada la osmolaridad del intersticio, el líquido que ingresa al segmento delgado del asa tiende a salir para igualar su osmolaridad con este, mediante la salida de agua (no hay salida de solutos). Ahora el líquido que circula por el segmento ascendente del asa de Henle es hiperosmolar en relación con el plasma. (De acuerdo con los mecanismos de transporte activos y pasivos, la velocidad aumenta con el aumento de sustrato).

• En el segmento ascendente delgado: es solo permeable a solutos (Na, cloruro y otros), difundirán pasivamente al intersticio, favorecido por su gradiente.
• En el segmento ascendente grueso: la bomba Na/K-ATPasa, el cotransportador Na, K, Cl, aumentarán la velocidad de transporte, fortaleciendo así la formación del gradiente osmolar.

Debido a estos procesos de transporte activo en el segmento ascendente grueso:

• Durante el recorrido por este segmento, la osmolaridad del líquido tubular desciende por la salida activa de solutos y se hace hiposmolar.
• En cada sección horizontal del segmento ascendente grueso, se genera una diferencia de osmolaridad con el intersticio (300-100 / 350-150 / 400-200), diferencia que en todos los casos es de igual valor (200 mOsm/L), y en el ejemplo, representa el gradiente máximo que puede generar el transporte activo.

En conclusión, las propiedades funcionales del segmento ascendente grueso garantizan la generación del gradiente osmótico. (Repetición de las etapas con el efecto de añadir más y más solutos a la médula con el tiempo, hasta 1200/1400).

2.2. Contribución de la Urea para Generar el Gradiente Osmótico

Los solutos que contribuyen con el gradiente osmótico intersticial son el NaCl y la urea. Este último se concentra en la zona más interna de la médula renal debido a las siguientes diferencias de permeabilidad a la urea de los túbulos renales:

• El segmento descendente del asa es impermeable a la urea. A medida que el agua sale de este segmento, la concentración de urea va aumentando.
• El segmento delgado del asa ascendente que recorre la médula interna es permeable a la urea; esta puede entrar o salir libremente según el gradiente de concentración.
• El segmento ascendente grueso del asa y el segmento del túbulo colector que se encuentra en la médula externa son impermeables a la urea. La salida de agua que se produce por acción de la ADH a lo largo del túbulo colector aumenta la concentración de urea.
• El segmento del túbulo colector en la médula renal interna es permeable a la urea. Esta difunde al intersticio a favor de su gradiente de concentración, y generalmente este gradiente favorece el reingreso en el segmento delgado ascendente del asa.

Entre el 40 y 60% de la urea filtrada es reabsorbida en el túbulo proximal; el resto ingresa en el asa de Henle. La salida de agua en la rama descendente del asa determina un aumento en la concentración de urea. Aumenta aún más en el segmento ascendente delgado del asa, debido al reingreso de urea (secreción de urea) que se produce aquí, la cual proviene del túbulo colector.

• En su recorrido por el segmento ascendente grueso y por el túbulo distal, no se produce intercambio de urea con el intersticio.
• Tampoco hay salida de urea en el túbulo colector cortical y medular externo, pero su concentración aumenta con la salida de agua dirigida por la ADH.
• En la médula renal interna, la urea difunde al intersticio siguiendo su gradiente de concentración; parte difunde a los vasos rectos y otra reingresa al asa de Henle (visto arriba).

¡El reciclaje de urea en la médula interna contribuye en un 50% a la osmolaridad del intersticio en esta zona; el resto se debe al NaCl!

3. Mantenimiento del Gradiente Osmótico

El gradiente osmótico en la médula renal es necesario que se mantenga en el tiempo; los solutos acumulados en el intersticio podrían pasar a la circulación y destruir la formación del gradiente. Sin embargo, esto no ocurre por las características de la irrigación de la médula renal, dado que:

• Características del flujo sanguíneo renal que contribuyen al mantenimiento de la hiperosmolaridad.
• El flujo medular es bajo; representa entre el 1 al 2% del total de la sangre que pasa por el riñón.
• Las características anatómicas de los capilares peritubulares son especiales.

El suministro de sangre en la médula se da a partir de capilares que se desprenden de las arteriolas eferentes provenientes de las nefronas yuxtamedulares; reciben el nombre de vasos rectos o vasa recta. Tienen forma de U, penetran profundamente en la médula renal, presentan muchos cortocircuitos y acompañan en su recorrido a las asas de Henle y túbulos colectores. El flujo sanguíneo medular se da en los 2 sentidos: descendente y ascendente. Por esta organización estructural, los vasos rectos actúan como»intercambiadores por contracorrient», de manera que el gradiente osmótico se puede mantener por: Un intercambiador por contracorriente requiere que el flujo entre los canales adyacentes ocurra en sentido opuesto. Esto se obtiene con la forma en U de los vasos rectos. El intercambiador por contracorriente facilita el movimiento transversal de moléculas permeantes entre canales adyacentes, y minimiza el desplazamiento axial. El movimiento de las moléculas se realiza por difusión pasiva a través de las membranas de los vasos rectos.

3.1. Vasos Rectos o Vasa Recta

La sangre que emerge de las arteriolas eferentes de las nefronas yuxtamedulares e ingresa a la vasa recta es isomolar con el plasma (300 mOsm/L). A medida que desciende por la médula renal, tiende a equilibrarse con el intersticio de osmolaridad creciente (300-1200 mOsm/L). El agua, por ósmosis, sale desde los capilares hacia el intersticio, y los solutos que están concentrados en el intersticio difunden pasivamente hacia los capilares. Debido a la velocidad del flujo sanguíneo, no se logra un equilibrio total con el intersticio. Por ejemplo, a nivel de la papila renal, para una osmolaridad en el intersticio de 1200 mOsm/L, la sangre alcanzará 1000 mOsm/L. Al entrar en la rama ascendente del vaso recto, el líquido se encuentra en forma progresiva con un intersticio más diluido; una vez más, tiende a ocurrir un equilibrio: el agua entra al capilar y los solutos salen. Sin embargo, no se completa el equilibrio y la sangre que emerge de la rama ascendente del capilar es algo hiperosmótica, y su volumen es moderadamente mayor en relación con la sangre que inicialmente ingresó por la rama descendente. «Al no completarse el equilibrio osmótico con el intersticio, la sangre arrastra una pequeña cantidad de solutos y de agua, pero en el intersticio se mantiene suficiente cantidad de solutos para garantizar el gradiente osmótic»).

3.2. Formación de Orina Diluida

El líquido que ingresa al túbulo distal es hiposmótico (100 mOsm/L). Como en este túbulo continúa la salida activa de Na, especialmente en el segmento conector, por acción de la hormona aldosterona, la osmolaridad del líquido disminuye aún más en este recorrido. El líquido que ingresa al túbulo colector es hiposmótico (60 mOsm/L).

3.3. Formación de Orina Concentrada

La ADH o vasopresina es un péptido producido en los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo, cuyos axones terminan en la neurohipófisis, donde se almacena. Los estímulos fisiológicos para la secreción de ADH son: los aumentos de la osmolaridad plasmática; cambios entre 1-2% de la osmolaridad ya producen aumentos de la secreción de la ADH (la inhiben: el aumento de la presión y volemia; el frío y el alcohol). Cuando aumenta la osmolaridad del plasma o disminuye la volemia, se libera la ADH, cuya acción aumenta la permeabilidad al agua en el túbulo colector (la membrana apical del túbulo colector es impermeable al agua; para que se haga permeable, actúa la ADH, la cual fosforila a la acuaporina 2, que actúa como canales de agua). El líquido hiposmótico que ingresa al túbulo colector, a medida que desciende a través del gradiente osmótico medular, y bajo los efectos de la ADH, tiende a equilibrarse con la médula por la salida del agua. Como resultado, la osmolaridad del líquido tubular se iguala con la del intersticio medular y se excreta una orina concentrada.

*Variaciones de la osmolaridad en los túbulos renales:

• ADH máxima (orina concentrada): 1200 mOsm/L.
• Diluida: 60 mOsm/L.

Manejo Renal del Sodio