GUA DE BIOLOGA: Regulacin de las funciones corporales y Homeostasis

Nivel: 3 Medio

La alteracin de los valores normales en la distribucin del agua corporal puede producir

serias afecciones, e incluso la muerte, en lapsos muy breves. Las sustancias disueltas en el

agua corporal tambin son importantes, por lo que la regulacin de sus niveles resulta

vital.

Para poder lograr un adecuado ajuste entre la cantidad de agua y sales ingerida y la

eliminada, nuestro organismo debe balancear la variedad de los alimentos consumidos.

Si se consume una elevada cantidad de sales en la dieta, se produce un descenso en la

eliminacin de agua en la orina y a travs de la transpiracin.

Si no se ingiere agua, el exceso de sales en el medio extracelular podra conducir a la

deshidratacin de las clulas, lo que en casos extremos puede producir su muerte. Si la

ingesta de agua es elevada, los niveles de sales en el lquido intersticial son bajos, lo cual

podra producir la sobrehidratacin de las clulas y, en algunos casos, pueden literalmente

reventar.

Homeostasis hidrosalina

Las consecuencias del aumento o disminucin excesiva de la concentracin de sales en

el medio extracelular demuestran la importancia de la existencia de un estado de equilibrio

para los niveles de agua y sales entre el exterior y el interior de las clulas.

Tambin es necesario la mantencin del estado de equilibrio, para el pH de la sangre, la

temperatura corporal y los niveles de azcar en la sangre para mantener la vida.

La condicin de equilibrio de estas variables (del medio interno) y los mecanismos

responsables de su mantenimiento en los rangos apropiados, es lo que se conoce como

homeostasis.

Para mantener el equilibrio del medio interno es fundamental la homeostasis hidrosalina,

debido, entre otros procesos, a la necesidad de mantener las condiciones isotnicas de la

sangre o del lquido intersticial. Para que ocurra homeostasis hidrosalina el organismo

requiere balancear la cantidad y calidad de la actividad fsica desarrollada, adems de la

variedad de los alimentos y agua consumidos.

Se debe considerar que las variables abiticas del ambiente, como la temperatura, tambin

afectan la prdida de agua y, por consiguiente, influyen sobre la homeostasis hidrosalina.

Sistema renal y homeostasis

Los riones de un adulto sano filtran aproximadamente entre 500 y 600 ml de plasma

sanguneo cada minuto, lo cual permite la eliminacin de desechos metablicos (productos

txicos del metabolismo celular), a travs de la orina. Pero, la importancia de

estos rganos radica, adems, en su funcin homeosttica, ya que regulan variables

fisiolgicas esenciales para la sobrevivencia, como el pH de la sangre, la presin sangunea,

la concentracin de las sales y la cantidad de agua corporal.

Los riones participan en la regulacin del pH, al excretar el exceso de iones hidrgeno

(H+) y reabsorber bicarbonatos. Sintetizan una protena denominada renina, que interviene

en la regulacin de la presin sangunea.

Con respecto a la concentracin de sales y a la cantidad de agua corporal, los riones

son fundamentales en la mantencin del equilibrio hidrosalino.

Sistema renal y balance de agua en el medio interno

Hasta el momento se ha considerado que el principal mecanismo de regulacin de la

prdida de agua es a travs del control del volumen de orina producido en el rin.

La ingesta de agua determina un aumento del volumen plasmtico lo que, a su vez,

ocasiona un incremento de la orina producida por unidad de tiempo (dbito urinario), para

mantener constante el volumen del plasma y, consecuentemente, el equilibrio hidrosalino.

Sistema renal y balance de sales en el medio interno

El principal componente del plasma involucrado en los procesos de osmosis, o flujo de

agua entre el medio intracelular y extracelular, es el sodio. La concentracin de cloruro de

sodio (NaCl) en la sangre permanece relativamente constante, aunque una persona haya

consumido una dieta rica en sales.

Como se observa en

el grfico N1, los

niveles de NaCl

plasmticos

permanecen dentro

de un rango

constante, durante un

rgimen alimenticio

carente de esta sal.

Cuando se inicia un

rgimen alimenticio

con ingesta de NaCl,

la cantidad de esta

sal eliminada

aumenta

sostenidamente y se

mantiene

relativamente

constante mientras

dura la ingesta.

Estructura del sistema renal

Los rganos y estructuras del sistema

renal y su funcin principal. Son los

siguientes:

Rin: participa en la eliminacin

de desechos del metabolismo y en la

regulacin de la concentracin de

sales, cantidad de agua y pH de la

sangre, principalmente.

Los riones estn estructurados por

unidades formadoras de orina, cada

una de las cuales se denomina nefrn.

En cada rin existen cerca de

2.400.000 nefrones, los cuales se

conectan a conductos a travs de los

cuales circula la orina, la que

posteriormente es conducida hacia el

exterior del organismo.

Urter: conduce la orina desde el rin hacia la vejiga urinaria.

Vejiga urinaria: almacena la orina hasta que ocurre la miccin.

Uretra: permite la miccin, o evacuacin de la orina, desde la vejiga urinaria hacia el

exterior.

Corteza renal: regin ms

externa del rin y se extiende

desde la cpsula renal hasta

la base de las pirmides renales.

Mdula renal: regin interna

donde existen entre 8 a 18

pirmides renales.

Pirmide renal: estructura

cnica cuya base est orientada

hacia la corteza y su vrtice

hacia el centro del rin.

Contiene parte del sistema

tubular del nefrn.

Estructura de los nefrones

A partir de la sangre

que llega hasta los

nefrones se produce

en ellos el proceso de

formacin de la

orina, que consta de

tres etapas, las cuales

ocurren en diferentes

segmentos del

nefrn, por lo cual es

necesario conocer su

organizacin

estructural para

comprender su

funcin.

Al observar mediante

un microscopio el

detalle anatmico de

los nefrones, se aprecian unas estructuras como ovillos y muchos tubos delgados. Las

primeras corresponden a capilares sanguneos muy enrollados.

Cada ovillo, llamado glomrulo, se encuentra contenido en una estructura con forma de

copa, llamada cpsula de Bowman.

Esta se contina posteriormente en una serie de conductos, los tbulos renales,

identificndose el tbulo contorneado proximal, el asa de Henle, el tbulo contorneado

distal y el tbulo colector. Al analizar con ms detalle los capilares sanguneos que forman

el glomrulo, se observan en sus paredes muchos y pequeos poros. Los capilares actan

como un verdadero colador, que deja pasar el componente lquido del plasma y los

pequeos solutos disueltos en l, hacia el espacio de la cpsula.

Cada una de las estructuras del nefrn participa en la formacin de la orina, en las

etapas de filtracin glomerular, reabsorcin tubular y secrecin tubular.

Formacin de la orina

Cuando la sangre ingresa al glomrulo a travs de la arteriola aferente, lo hace a

una presin muy alta, lo que determina que los solutos pequeos disueltos en el

plasma puedan atravesar los capilares (que son muy permeables) e ingresar a la

cpsula de Bowman. Parte del componente lquido del plasma tambin pasa a la

cpsula de Bowman. Este proceso se denomina filtracin glomerular. El glomrulo,

por lo tanto, acta filtrando los residuos metablicos (principalmente urea) y nutrientes

de pequeo tamao, como la glucosa y los aminocidos.

En consecuencia, el lquido que se incorpora al interior de la cpsula de Bowman, contiene

sustancias de desecho y molculas tiles para el organismo. A este lquido se le denomina

filtrado glomerular y avanza por los tbulos renales, lugar donde las molculas que son

tiles (glucosa y aminocidos) se reabsorben y reincorporan a la sangre, proceso conocido

como reabsorcin tubular. El lquido que se encuentra dentro de los tbulos renales se

modificar en cuanto a su composicin, formando posteriormente la orina.

No todas las sustancias filtradas son reabsorbidas hacia la sangre. Las molculas tiles

para el organismo, como la glucosa y los aminocidos, son reabsorbidas. Las sustancias de

desecho como la urea no se reabsorben, por lo tanto, son eliminadas en la

orina. La reabsorcin tubular se produce diferencialmente a lo largo de todo el

tbulo renal.

Cada minuto filtran unos 100 a 125 ml de plasma (y los solutos disueltos en l) hacia el

espacio urinfero. Esto significa que diariamente se producen 180 litros de filtrado,

aproximadamente. De los 125 ml que filtran cada minuto, se reabsorben 124 ml, de manera

que solo 1 ml forma parte de la orina. Estos antecedentes permiten sealar que las

molculas de agua tambin forman parte de aquellas sustancias que son reabsorbidas en el

tbulo renal.

Mediante un proceso de captacin selectiva son reabsorbidos el agua, la glucosa y otros

nutrientes.

Las clulas de los tbulos renales captan, por mecanismos de transporte activo o pasivo, las

sustancias tiles que pasaron al espacio urinfero, durante la filtracin, y las retornan a la

sangre.

Los solutos como la glucosa, aminocidos y ciertas sales son captados por transportadores

de membrana especficos, ubicados en las clulas de los tbulos, principalmente en el

tbulo contorneado proximal (TCP).

Un 80% de la reabsorcin de agua ocurre en la primera porcin de los tbulos renales

TCP mediante osmosis (reabsorcin obligatoria); y el 20% restante se reabsorbe

en las regiones ms lejanas de los tbulos tbulo contorneado distal o TCD y tbulo

colector o TC (reabsorcin facultativa) y depende de los requerimientos del organismo.

La reabsorcin facultativa est regulada por la accin de la hormona antidiurtica.

Gran parte de las sustancias de desecho son eliminadas durante la filtracin, desde el

plasma sanguneo hacia el interior de los tbulos renales. Adems, a lo largo del

tbulo renal se produce el transporte de sustancias de desecho que no fueron filtradas

inicialmente. Este proceso se denomina secrecin tubular.

La secrecin tubular es, en esencia, similar a la reabsorcin, solo que ocurre en sentido

inverso, es decir, desde la sangre hacia la orina que se est formando en el interior

del tbulo renal. Al igual que la reabsorcin, la secrecin puede llevarse a cabo a travs de

transporte activo o pasivo. En este proceso se adicionan a la orina en formacin sustancias

txicas que an no han sido eliminadas y que pueden resultar perjudiciales para el

organismo. La mayora de las sustancias que se eliminan en la orina provienen del fluido

filtrado en el glomrulo renal que no fueron reabsorbidas y una pequea parte de

sustancias que fueron secretadas por las clulas de los tbulos renales.

ACTIVIDAD

I) Formar grupos de 4 alumnos como mximo

II) Contestar en hoja ordenada, sin borrones y con una sola letra

1.- Responder las preguntas a, b y c, segn la informacin de las tablas 1 y 2. Tabla N1: Incorporacin diaria de agua al organismo a travs de diferentes vas.

Tabla N2: Prdida diaria de

agua(ml) en diferentes

situaciones

a) Qu proceso fisiolgico, en condiciones normales, elimina la mayor cantidad de

agua?, cul es el rgano involucrado?

b) Qu proceso fisiolgico, en condiciones normales, elimina la menor cantidad de

agua?, cul es el rgano involucrado?

c) Si se comparan las condiciones normales con las de un clima caluroso y el estar

bajo ejercicio prolongado, mediante qu mecanismos ocurre la mayor prdida de

agua?, y la menor?

2.-Qu se entiende por homeostasis?

3.-A qu se llama homeostasis hidrosalina? Qu factores o variables influyen?

4.-Explique la importancia de los riones para nuestro organismo.

5.-Qu se entiende por dbito urinario? De qu depende?

6.-A partir de la observacin de los siguientes grficos, conteste las preguntas a y b

a) Cmo explicaras la curva descrita en el grfico 3?

b) Cmo es la concentracin de la orina en el punto X: hipertnica, hipotnica o

isotnica? Explica.

7.-Qu rol cumplen las arteriolas aferente y eferente?

8.-Qu funcin tienen el glomrulo y la cpsula de Bowman?

9.-Por qu el rin es un rgano ricamente irrigado?

10.- Responder las preguntas a y b , segn la informacin de las tabla N3

Tabla N3: Composicin del plasma, filtrado glomerular y de la orina

a. Qu molculas se filtran y cules no se filtran en el glomrulo?

b. Qu molculas se reabsorben en el tbulo renal?

11.- Explique por qu el K+ y la urea estn en mayor cantidad en la orina que en el filtrado

glomerular.

12.-Cules son las etapas del proceso de formacin de la orina? Explique cada una,

indicando en qu parte de la nefrona ocurre y el resultado o producto de cada una.