Mecanismos de reabsorción de iones
El ion principal que determina la presión osmótica y el proceso de reabsorción de agua es el sodio ($Na^+$).
El proceso de reabsorción de sodio ocurre en dos etapas:
- Entrada pasiva: En la membrana apical de la célula (orientada hacia la luz del túbulo), el $Na^+$ entra de forma pasiva según su gradiente de concentración. El potencial de esta membrana es de 69 mV.
- Salida activa: En la membrana basal (orientada hacia el capilar sanguíneo), el $Na^+$ es expulsado activamente de la célula mediante la $Na^+,K^+$-ATPasa. El potencial de la membrana basal es de 70 mV.
El gasto energético total para el transporte de sodio es pequeño, ya que la diferencia de potencial total entre la sangre y la orina es de solo 1 mV.
Otros iones se reabsorben de diferentes maneras:
- El potasio ($K^+$) se absorbe activamente en la membrana apical y sale hacia la sangre por difusión.
- Los mecanismos para el $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $SO_4^{2-}$ y $HPO_4^{2-}$ son similares a los mecanismos de transporte de sodio, potasio y cloro.
- Los aniones (por ejemplo, $Cl^-$, $HCO_3^-$) regresan a la sangre de forma pasiva, siguiendo a los cationes cargados positivamente ($Na^+$, $K^+$).
Transporte de sustancias orgánicas y agua
En los túbulos contorneados proximales se produce la absorción completa de compuestos orgánicos tan importantes como la glucosa, los aminoácidos, las vitaminas, las proteínas de bajo peso molecular y los microelementos.
El transporte de sustancias orgánicas incluye:
- Entrada activa: Las sustancias penetran a través de la membrana apical mediante difusión facilitada (cotransporte) junto con los iones de sodio. Este proceso requiere energía (en forma de enlaces ricos en energía o fosfatos de alta energía).
- Salida pasiva: A través de la membrana basal, las sustancias difunden hacia la sangre según su gradiente de concentración.
El agua se absorbe de forma pasiva: sigue a las sales reabsorbidas (principalmente al sodio) a lo largo del gradiente osmótico. A medida que se absorbe el agua, la concentración de las sustancias disueltas en la orina puede aumentar, lo que también asegura su reabsorción pasiva.
Sustancias umbral
Existe un grupo de sustancias que se reabsorben por completo hacia la sangre solo hasta alcanzar una determinada concentración, denominada umbral de excreción. Si la concentración supera este umbral, los sistemas de transporte no dan abasto y la sustancia comienza a excretarse con la orina definitiva.
Un ejemplo clásico es la glucosa:
- A una concentración normal en sangre (3.8–7.1 mmol/L), se filtra por completo y regresa al torrente sanguíneo.
- Si el nivel de glucosa supera los 7.1 mmol/L, una parte de esta permanece en los túbulos.
- La aparición de glucosa en la orina se denomina glucosuria.
Secreción tubular y regulación del pH
Paralelamente a la reabsorción, se lleva a cabo el proceso de secreción tubular, que es el transporte activo de sustancias desde la sangre hacia la luz de los túbulos. El objetivo principal de la secreción es la eliminación de productos metabólicos (colina, amoníaco, ácido para-aminohipúrico) y moléculas de fármacos que no se filtraron en los glomérulos.
Tienen especial importancia los procesos en el epitelio de los túbulos proximales:
- Amoniogénesis: Las células capturan glutamina y, mediante la enzima glutaminasa, la descomponen en ácido glutámico y amoníaco. El amoníaco es secretado y eliminado en forma de sales de amonio.
- Regulación del equilibrio ácido-base: La enzima anhidrasa carbónica descompone el ácido carbónico. El bicarbonato ($HCO_3^-$) se reabsorbe hacia la sangre para mantener la reserva alcalina, mientras que los protones ($H^+$) se secretan hacia la orina, donde se combinan con el hidrogenofosfato de sodio ($Na_2HPO_4$), formando dihidrogenofosfato ($NaH_2PO_4$). Esto previene la acidosis y confiere a la orina definitiva una reacción ácida.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué productos metabólicos endógenos se eliminan de la sangre mediante la secreción tubular?
Mediante la secreción tubular, las células epiteliales transportan activamente sustancias desde la sangre hacia la luz tubular. El objetivo es eliminar los productos metabólicos de alto peso molecular que no pasaron a través del filtro glomerular.
Entre las sustancias e iones que se secretan a la orina según las fuentes se encuentran:
- El amoníaco: se excreta mediante secreción y se elimina con la orina en forma de sales de amonio.
- Los iones de hidrógeno ($H^+$): se secretan en la orina; su eliminación previene la acidificación del organismo y favorece la reacción ácida de la orina definitiva.
- Los iones de potasio ($K^+$): pueden ser secretados desde la sangre hacia la orina; ante un exceso de $K^+$ en la sangre, se indica la secreción pasiva en los túbulos distales.
- La colina.
- Ácidos y bases orgánicos.
¿Qué hormonas regulan la reabsorción tubular de sodio y agua en las porciones distales de la nefrona?
La reabsorción tubular de sodio y agua en las porciones distales de la nefrona está regulada por la aldosterona, la vasopresina y el péptido natriurético.
- La aldosterona activa la $Na^+,K^+$-ATPasa, potenciando la reabsorción facultativa de $Na^+$ y del agua que le sigue pasivamente.
- El péptido natriurético inhibe la $Na^+,K^+$-ATPasa, lo que disminuye la reabsorción de sodio y agua, aumentando la diuresis.
- La vasopresina (hormona antidiurética o ADH) estimula el sistema de la adenilciclasa en las células de los túbulos distales y conductos colectores, aumentando el número de acuaporinas-2 en la membrana apical, lo que asegura la reabsorción facultativa de agua.
¿En qué segmento de la nefrona se produce la reabsorción facultativa de agua?
La reabsorción facultativa (regulada) de agua ocurre en los túbulos contorneados distales y en los conductos colectores de los riñones.
- En los túbulos contorneados distales se absorbe hasta el 10% del agua. Este proceso es variable y está regulado por hormonas según las necesidades del organismo.
- En los conductos colectores se somete a reabsorción facultativa aproximadamente el 4% del agua. Aquí, bajo la acción de la hormona antidiurética (vasopresina), se produce la concentración final de la orina debido al aumento de la permeabilidad de las paredes (activación de las acuaporinas) y a la salida de agua a favor del gradiente osmótico.
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué segmento de la nefrona se reabsorbe la glucosa?
En condiciones normales, la glucosa se reabsorbe por completo en los túbulos contorneados proximales.
¿Qué importancia tiene la secreción de iones de hidrógeno?
La secreción de iones $H^+$ permite eliminar el exceso de ácidos del organismo, previniendo la acidificación de la sangre (acidosis) y asegurando la reacción ácida de la orina.
¿Cómo se reabsorbe el agua en los túbulos renales?
El agua se reabsorbe de forma pasiva. Sigue a las sales reabsorbidas activamente (principalmente a los iones de sodio) a lo largo del gradiente osmótico.
¿Qué son las sustancias umbral?
Son sustancias (por ejemplo, la glucosa) que se reabsorben por completo solo hasta alcanzar un determinado nivel en sangre. Si se supera este umbral, aparecen en la orina.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismo de acción de la $Na^+,K^+$-ATPasa
- Características funcionales de la enzima anhidrasa carbónica
- Sistemas tampón de la orina y el papel del hidrogenofosfato de sodio
- Bases fisiológicas de la amoniogénesis
Estudia el tema completo en el curso de «Fisiología»
Aquí tienes un resumen. En el curso encontrarás todo lo que preguntan en clase y en el examen.
- Guía metodológica completa sobre el tema «Reabsorción tubular» y otras 4,128 páginas de la asignatura
- Ejercicios y pruebas después de cada tema, igual que en el examen práctico
- El tutor de IA responderá a tus preguntas sobre el tema en cualquier momento
- 118 videotutoriales de la asignatura
Otros temas de la sección «Excreción»
Videolecciones gratuitas: fisiologíaLecciones breves con apuntes, sin registro.
Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.