SOLUCIÓN FISIOLÓGICA, ALCOHOL, NICOTINA, ALIMENTO SALADO Y AGUA MINERAL RELACIONADA A HORMONA ANTIDIURÉTICA

INFORME N° 4

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ASIGNATURA: DOCENTE: DISCENTE:

MVZ. Duriel Mamani Mango

Informe N° 4 SOLUCIÓN FISIOLÓGICA, ALCOHOL, NICOTINA, ALIMENTO SALADO Y AGUA MINERAL RELACIONADA A HORMONA ANTIDIURÉTICA Cristóbal S. Huamani Huamani Carrión1

1. INTRODUCCIÓN El equilibrio hídrico, iónico, iónico, eliminación de nitrógeno y equilibrio del pH pH son procesos interdependientes que deben regularse de forma paralela para asegurar la homeostasis. En la mayoría de los animales, el equilibrio iónico e hídrico es regulado por los tejidos renales. Estos tejidos regulan tres procesos homeostáticos para asegurar una composición química apropiada (Moyes & Schulte, 2007). Las estrategias de supervivencia que practica la rata y canguro son ejemplos de una variedad de adaptaciones características de muchos mamíferos  pequeños de desierto, concentran la orina a nivel de la asa de Henle. El El riñón es el principal órgano osmorregulador y de excreción de nitrógeno en la mayoría de vertebrados terrestres. Los riñones de aves y mamíferos emplean una multiplicación en contracorriente para  producir orina hiperosmótica, que es muy concentrada en el plasma. Esta especialización está centrada en una parte del túbulo renal curvada en horquilla, denominado asa de Henle, y ha tenido indudablemente gran importancia para aves y mamíferos al permitirles explorar los ambientes terrestres secos. El asa de Henle alcanza su máximo grado de especialización en los animales de desierto que pueden producir orina de hasta 9000mosm.L -1 (Randall et al , 1998). Las hormonas endocrinas desempeñan un papel importante en la regulación osmótica y el equilibrio iónico en el riñón de los mamíferos. Varios hormonas y otros reguladores de la función renal actúan sobre el sistema cardiovascular y a la vez sobre el túbulo del riñón para alterar la naturaleza de la orina. ori na. Los esteroides que afectan el equilibrio iónico e hídrico (mineralocorticoides) actúan durante un tiempo prolongado para alterar los niveles de portadores. Las hormonas peptídicas liberadas desde el eje hipotálamo-hipófisis actúan con mayor rapidez (Moyes & Schulte, 2007). Muchas sustancias pueden aumentar o disminuir a la secreción de ADH así con diversos fármacos y hormonas. Las náuseas son un estímulo potente para la liberación de ADH, fármacos como nicotina y morfina, estimulan la liberación de ADH mientras algunas sustancias, como el alcohol, inhiben su liberación. La diuresis acentuada que tiene lugar tras la ingestión de alcohol se debe en parte a la inhibición de la liberación de la ADH (Hall, 2012). El presente informe reúne, describe, compara y discute con las informaciones ya existentes y los resultados obtenidos a partir de la práctica realizada sobre la ingesta de algunas sustancias que afectan a los funcionamientos normales del riñón y alteran su naturaleza de la composición urinaria.

2. OBJETIVOS - Determinar el efecto de la ingestión de solución fisiológica, alcohol, nicotina, alimento salado y agua mineral.

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Estudiante de Fisiología Veterinaria II; Medicina Veterinaria Sede Marangani; UNSAAC Marangani; 31 de Agosto de 2017 [email protected] 1

3. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA Uno de los requerimientos de la regulación del medio interno es el de retener una cantidad apropiada de agua. Otro requerimiento importante para la supervivencia de la célula es el de  presentar, en las concentraciones necesarias, distintos solutos en los los compartimentos extra e intracelulares. En la mayoría de los animales, el equilibrio iónico e hídrico es regulado por los tejidos renales al igual que por los tejidos epiteliales extrarrenales, piel y mucosas digestivas. Estos tejidos regulan tres procesos homeostáticos para asegurar una composición química apropiada. La regulación osmótica; osmótica; control de la presión osmótica del tejido, que determina la fuerza impulsora del movimiento del agua a través de las membranas  biológicas, la regulación osmótica requiere el movimiento de solutos a través de las membranas para alterar así los gradientes osmóticos. La regulación iónica; iónica; es el control de la composición iónica de los líquidos corporales, especialmente de los iones más relevantes en las estrategias osmorreguladores. La eliminación de nitrógeno; nitrógeno ; es el camino por el que los animales eliminan amoniaco, producto final tóxico nitrogenado del catabolismo de las  proteínas. Todos los animales ejercen un control sobre la naturaleza de los solutos en sus tejidos, pero las estrategias osmorreguladoras e ionorreguladoras se pueden distinguir por la relación entre las condiciones internas y del entorno (Randall et al , 1998; Moyes y Schulte, 2007). La concentración total de solutos fija la osmolaridad y determina el gradiente osmótico a través de las membranas biológicas, y por tanto, la dirección y la magnitud del desplazamiento del agua. Además de estos efectos osmóticos generales de los solutos, existen efectos específicos. Es posible distinguir tres clases de solutos por sus efectos en la estructura y la función de las macromoléculas, como las enzimas. Los  solutos desestabilizadores, desestabilizadores, desestabilizan la función de las macromoléculas en concentraciones normales presentes en el interior del animal. Entre estas se incluyen los iones inorgánicos que se encuentran en los líquidos corporales, principalmente Na+, K+, Cl-, SO4+, al igual que algunos solutos orgánicos, como los aminoácidos cargados. Los solutos Los solutos compatibles compatibles,, sin efectos deletéreos en los procesos celulares. Los  solutos contrarrestantes, contrarrestantes, son deletéreos cuando emplean por si solos. La mayoría de los animales mantienen el equilibrio iónico e hídrico empleando algún tipo de órgano interno derivado durante el desarrollo embrionario del sistema digestivo. Los animales más complejos, combinan los túbulos para formar el riñón, que desempeña muchos papeles importantes en la homeostasis (Randall et al , 1998; Moyes y Schulte, 2007). El líquido corporal total se distribuye sobre todo entre dos compartimentos: el líquido extracelular y el líquido intracelular. El líquido extracelular se divide en el líquido intersticial y el plasma sanguíneo. En humanos el líquido intracelular constituye el 40% del peso corporal total, y todos los líquidos extracelulares constituyen alrededor del 20% del peso corporal. Debido a que el plasma y el líquido intersticial están separados sólo por membranas capilares muy permeables, su composición iónica es similar. La diferencia es la mayor concentración de proteínas en el plasma; debido a que los capilares tienen una permeabilidad  baja a las proteínas plasmáticas. El líquido extracelular, incluido el plasma y el líquido intersticial, contienen grandes cantidades de iones sodio y cloro, cantidades razonablemente de bicarbonato, pero sólo cantidades pequeñas de iones potasio, calcio, magnesio, fosfato y ácidos orgánicos. El líquido intracelular está separado del líquido extracelular por una membrana celular que es muy permeable al agua, pero no a la ma yoría de los electrolitos del cuerpo. Contiene mínimas cantidades de iones de sodio y cloro y casi ningún ion calcio. En cambio contienen grandes cantidades de proteínas, casi cuatro veces más que el plasma, cuya característica es la carga negativa neta por ello tienden a ligar cationes (figura 1). La 2

distribución del líquido entre los compartimentos intracelulares y extracelulares , en cambio, está determinada sobre todo por el efecto osmótico de los solutos más pequeños, en especial sodio, cloro y otros electrolitos que actúan a través de la membrana celular. La razón de esto es por la permeabilidad de la membrana celular hacia el agua e impermeable a los iones más  pequeños, como el sodio y el cloro. Luego el agua se mueve rápidamente a través de la membrana celular, y el líquido intracelular permanece isotónico con el líquido extracelular. La ósmosis es ósmosis es la difusión neta del agua a través de una membrana con una permeabilidad selectiva desde una región con una concentración alta de agua a otra que tiene una concentración baja. Cuando se añade un soluto al agua pura, esto se reduce la concentración de agua en la mezcla, mezcla , de este modo, cuanto mayor sea la concentración de soluto en una dilución, menor será la concentración de agua. Por lo tanto, el agua difunde de mayor concentración hacia la región de solutos. La velocidad de la difusión del agua se denomina velocidad de la osmosis. De acuerdo, a que el agua depende del número de partículas de soluto en la solución, es necesario un término referido a la concentración para describir la composición exacta. El número total de partículas de una solución se mide en osmoles. Un osmol es igual a 1 mol de partículas de soluto. Pero, debido a que el té rmino osmol se refiere al número de partículas con actividad osmótica es muy grande por lo que se usa el término miliosmoles. La concentración osmolal de una solución se denomina osmolalidad cuando la concentración se expresa en osmoles por kilogramo de agua.; agua .; se llama osmolaridad  cuando  cuando se expresa en osmoles por litro  litro  de solución. En soluciones diluidas, como los líquidos corporales, estos dos términos pueden usarse casi de forma sinónima por que las diferencias son mínimas. En la mayoría de los casos es más fácil expresar las cantidades de líquidos corporales en litros de líquidos líq uidos en lugar de en kilogramos de agua. Luego, l a mayoría de los cálculos usados en la clínica se basan en osmola ridad en lugar de osmolalidad.2 (Hall, 2012). Los términos isoosmótico, hiperosmótico e hiposmótico se refieren a soluciones que tienen una osmolaridad mayor o inferior, respectivamente, que el líquido extracelular, si n importar si el soluto puede o no atravesar la membrana celular. Si se añade una solución salina isotónica al compartimento líquido extracelular, la osmolaridad del líquido extracelular no cambia; luego no se produce ninguna ósmosis a través de las membranas c elulares. El único efecto es un aumento del volumen del líquido extracelular. El sodio y el cloro permanecen en gran medida en el líquido extracelular porque las membranas celulares se comportan como si fueran casi impermeables al cloruro de sodio. Si se añade una solución hipertónica al líquido extracelular, la osmolaridad extracelular aumenta y provoca la ósmosis del agua fuera de las células hacia el compartimento extracelular para conseguir el equilibrio osmótico. El efecto neto es un aumento del volumen extracelular, una reducción del volumen intracelular y aumento de la osmolaridad en los dos compartimientos. Si se añade una solución hipotónica  al líquido extracelular, la osmolaridad del líquido extracelular disminuye y parte del agua extracelular difunde al interior de las células hasta que los compartimento extracelular e intracelular tienen la misma osmolaridad (figura 2) (Hall, 2012). El riñón de mamíferos es el órgano osmorregulador. El riñón de mamíferos realiza funciones del control de la excreción renal de agua, electrolitos y productos de desechos metabólicos, los riñones cumplen numerosas funciones homeostáticas, entre ellas las siguientes: excreción de productos metabólicos de desechos y sustancias químicas extrañas, regulación de los equilibrios hídrico y electrolítico, regulación de la osmolalidad del líquido corporal de las concentraciones de electrolitos, regulación de la presión arterial, regulación del equilibrio acidobasico, secreción, metabolismo y excreción de hormonas, y gluconeogenia. También, 2

Respuesta a la primera pregunta del cuestionario 3

los riñones son los principales medio de eliminación de los productos de desechos del metabolismo que no necesita el cuerpo (urea, creatinina, ácido úrico, productos finales de hemoglobina, metabolismo de varias hormonas). Para el mantenimiento de la homeostasis, la excreción de agua y electrolitos debe corresponderse de forma precisa con su ingreso. Si los ingresos superan a la excreción, la cantidad de esa sustancia en el cuerpo aumentará. Si la ingestión es menor que la excreción, la cantidad de es a sustancia en el cuerpo se reducirá. La ingestión de agua y electrolitos está gobernada sobre todo por los hábitos de bebida y comida de la persona, y los riñones deben ajustar su excreción a su ingestión (Randall et al , 1998; Hall, 2012).

Figura 1: Efecto de aumentar la ingestión de sodio 10 veces (30 a 300 mEq/día) sobre la excreción urinaria de sodio y el volumen de líquido extracelular (Hall, 2012). El tamaño de los riñones entre las diferentes especies es variable, lo mismo que el número de nefronas que contiene. El glomérulo se forma por la invaginación de un penacho de capilares hacia el extremo dilatado dilata do y ciego de la nefrona (cápsula de Bowman). Los capilares reciben riego de una arteriola aferente y son drenados por una arteriola eferente, a partir del glomérulo, se forma el filtrado. El endotelio de los capilares glomerulares se encuentra rodeado completamente por la membrana basal glomerular junto con células especializadas llamadas podocitos. El túbulo contorneado proximal humano tiene una longitud de casi 15 mm y 15 um de diámetro. Continúa con la asa de Henle, que está constituido con muchos segmentos. En el ser humano sólo 15% de las nefronas tiene asa larga. El extremo grueso ascendente se conecta con el túbulo contorneado distal que llega al glomérulo de la nefrona de la cual se aloja entre sus arteriolas aferentes eferentes, las células especializadas en el extremo forman la mácula densa, que se encuentran cerca de la arteriola eferente y sobre todo de la aferente. La mácula densa, células mesangiales extraglomerulares y las células yuxtraglomerulares forman el aparato yuxtaglomerular. Los túbulo distales se fusionan  para constituir túbulos colectores. El líquido que ingresa en la cápsula glomerular se s e llama filtrado o ultrafiltrado debido a que se forma bajo presión. La tasa de filtración glomerular es el volumen de filtrado producido por ambos riñones por minuto. La tasa de filtración glomerular puede ser alterada por los vasoconstrictores o vasodilatadores de la arteriola aferente. Los cambios de la arteriola aferente responden tanto a mecanismos reguladores 4

extrínsecos (producidos por inervación de los nervios simpáticos) como mecanismos reguladores intrínsecos (los que se encuentran dentro del riñón). Estos efectos s on necesarios  para asegurar que la tasa de filtración glomerular sea s ea lo suficiente alta para permitir que los riñones eliminen los desechos y regulen la presión arterial (Barrett et al , 2013; Ira, 2011). La reabsorción de agua desde el filtrado glomerular tiene lugar por ósmosis, que resulta del transporte de Na+ y Cl- a través de la pared del túbulo. El túbulo contorneado proximal reabsorbe la mayor parte de la sal y el agua filtrada y casi todo lo que resta se reabsorbe a través de la pared de tubo colector bajo estimulación de la ADH. La concentración del soluto total del filtrado es la misma que la plasma de la sangre. En consecuencia, se dice que el filtrado es isoosmótico con el plasma. La reabsorción reabsorc ión por osmosis no puede ocurrir a menos que las concentraciones de soluto del plasma de los capilares peritubulares y del filtrado se alteren por medio de procesos de transporte activo. Lo anterior se logra mediante el transporte activo de Na+ desde el filtrado a la sangre peritubular.

Figura 2: Reabsorción de sal y agua en el túbulo contorneado proximal (Ira, 2011). Sistema multiplicador contracorriente : el agua no puede trasportarse en forma activa a través de la pared del túbulo, y la ósmosis de agua no tiene lugar si el líquido tubular y el líquido intersticial circundante son isotónicos entre sí. Para que el agua sea reabsorbida por ósmosis, el líquido intersticial circundante debe ser hipertónico. La presión osmótica del líquido intersticial en la médula renal es cuatro veces más al ta que la del plasma en la nefrona yuxtamedular, a consecuencia del encorvamiento parcial del túbulo; la geometría del asa de Henle permite la interacción entre las ramas descendente y ascendente. La rama ascendente de la asa de Henle se divide en dos regiones: r egiones: un segmento delgado, más próximo al extremo del asa, y un segmento grueso, que conduce el fil trado hasta el túbulo contorneado distal en la corteza renal. La sal (NaCl) es sacada en forma activa desde el segmento grueso de la rama ascendente hacia el líquido intersticial circundante. En las células de la porción gruesa de la rama ascendente, el movimiento de Na+ reduce su gradiente electroquímico desde el filtrado hacia las células y genera el poder necesario para que se produzca el trasporte activo secundario intracelular de K+ y Cl- mediante el cotransportador Na+-K+-Cl-; esto sucede en una proporción de 1Na+ por 1K+ por 2Cl-. Después, el Na+ se trasporta en forma activa a través de la membrana basolateral hacia el líquido intersticial gracias a la acción de la bomba de Na+/K+. El Cl- sigue al Na+ de manera pasiva de regreso hacia el filtrado. Las ramas ascendentes del asa de Henle son impermeables al agua. En consecuencia, el filtrado de la 5

rama ascendente se diluye cada vez más conforme asciende hacia la corteza; en contraste, en la médula el líquido líquido intersticial circundante a las asas de Henle, se vuelve cada vez más concentrado. Por medio de estos procesos, el líquido tubular que ingresa al túbulo distal en la corteza es hipotónico (con una concentración cercana a 100 mOsm), mientras el líquido intersticial de la médula es hipertónico3. Las regiones más profundas de la médula, alrededor de los extremos de las asas de las nefronas yuxtamedulares, alcanzan una concentración de 1 200 a 1 400 mOsm. Para que sea posible la alta concentración, la sal es bombeada hacia fuera de la rama ascendente y se acumula en el líquido intersticial. Gracias a los vasos sanguíneos que rodean las asas no devuelven toda la sal sacada a la circulación general. La rama descendente no transporta en forma activa la sal y asimismo es impermeable a la difusión pasiva de ésta; sin embargo es permeable al agua. Como el líquido intersticial circundante es hipertónico con respecto al filtrado en la rama descendente, e l agua es extraída hacia fuera de la rama descendente por ósmosis e ingresa a la sangre de los capilares. Entonces, la concentración del líquido tubular aumenta y su volumen disminuye conforme desciende hacia el extremo de las asas. El objetivo del sistema multiplicador contracorriente es incrementar la concentración de líquido intersticial desde 300 mOsm en la corteza a 1200 a 1400 mOsm en la parte más interna de la médula. Esta gran hipertonicidad de la médula renal es crítica porque sirve como fuerza directriz para la reabsorción de agua a través del tubo colector, el cual recorre la médula renal para vaciar su contenido de orina en la pelvis renal. La urea también contribuye en forma signicativa a la osmolalidad total del líquido intersticial (Barrett et al , 2013; Ira, 2011).

Figura 3: Sistema multiplicador de contracorriente. 1) Salida de cloruro de sodio desde la rama ascendente concentra más al líquido intersticial circundante. 2) La rama descendente  presenta permeabilidad pasiva al agua, lo que determina un incremento de su concentración tubular conforme el líquido intersticial circundante sea más concentrado. 3) La región más  profunda de la médula eleva su concentración a 1400 mOsm (Ira, 2011). Los túbulos colectores muestran dos porciones: una cortical y una medular. Los cambios de la osmolalidad y el volumen en los túbulos colectores dependen de la cantidad de vasopresina que actúan sobre los túbulos. Esta hormona antidiurética de la neurohipófisis aumenta la  permeabilidad de los túbulos colectores al agua. La sustancia clave para la acción de la vasopresina sobre los túbulos colectores es la acuoporinas 2 . A diferencia de las demás acuoporinas, estas se almacenan en las vesículas intracitoplasmáticas de las células 3

 Respuesta a la tercera pregunta del cuestionario 6

 principales. La vasopresina hace posible una inserción rápida de estas vesículas en la membrana apical de las células. El efecto es mediado por el recpetor de vasopresina V2, el 5-monofosfato de adenosin cíclico (cAMP) y la proteína cinasa A. intervienen elementos citoesqueléticos, como las proteínas motrices que se encuentran en el microtúbulo (dineina y adinactina). En los conductos colectores medulares se reabsorben menos de 10% del agua y del sodio filtrado, son los procesamientos finales de la orina y, por ello desempeñan una función muy importante en la determinación de la orina de agua y solutos (Barrett et al , 2013).

Figura 4: Ultraestructura celular y características del transporte en los túbulos colectores corticales que están compuestos por dos tipos de células (células principales y las células intercaladas); y conducto colector medular, reabsorben activamente sodio, secretan iones de hidrógeno y son permeables a la urea, que es reabsorbida en estos segmentos tubulares. La reabsorción de agua en los conductos colectores medulares está controlada por la concentración de la hormona antidiurética (Hall, 2012). El gradiente osmótico creado por el sistema multiplicador contracorriente suministra la fuerza para la reabsorción de agua a través del tubo colector. Aunque de manera habitual ósmosiss a travé tr avéss de las pared par edes es del del tubo este gradiente osmótico es contraste, la tasa de ósmosi colector puede variar por ajustes en su permeabilidad al agua. Estos ajustes se hacen al regular el número de acuaporinas (canales de agua) en la m embrana plasmática de las células epiteliales del tubo colector. Las acuaporinas están presentes en la membrana de vesículas intracelulares que brotan desde el aparato de Golgi e ingresan en el citoplasma de las células epiteliales del tubo colector. La hormona antidiurética (ADH)  se une a los receptores de la membrana plasmática de estas células, donde estimula la producción de cAMP como segundo mensajero. Así, el cAMP activa a la proteína cinasa, la cual fosforila proteínas y determina que las vesículas se fusionen con la membrana plasmática, de manera que los canales de acuaporinas puedan integrarse a la membrana plasmática. Este proceso es similar a la exositosis pero no se secretan ningún producto. Así, en respuesta a la ADH el tubo colector se vuelve más permeable al agua. Las neuronas hipotalámicas producen la ADH, que se libera desde la hipófisis posterior. La secreción de ADH se estimula cuando los osmorreceptores hipotalámicos responden a un incremento en la osmolalidad de la sangre que excede al límite superior normal. Cuando la concentración de ADH se incrementa, el tubo colector se vuelve más permeable al agua y se reabsorbe más agua. Por el contrario, una disminución de la ADH resulta en menos reabsorción de agua y por consiguiente en la excreción de un volumen más diluida (Ira, 2011).

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Figura 5: Estimulación de la ADH de los canales canale s de acuaporina (Ira, 2011). El ADH desempeña una función importante en la e xcreción del agua al permitir a los riñones que formen pequeños volúmenes de sal. Este efecto es especialmente importante durante la deprivación de agua, que aumenta con la fuerza las concentraciones plasmáticas de ADH que a su vez incrementan la reabsorción renal de a gua y ayuda a minimizar la reducción del volumen del líquido extracelular y de la presión arterial 4 (Hall, 2012). La nicotina es el principal alcaloide psicoactivo presente en el tabaco, y su presencia en el humo del cigarrillo es fundamental para el inicio y la persistencia del comportamiento del fumador. La nicotina activa receptores colinérgicos nicotínicos del cerebro y periférico. En el SNC, dichos receptores se expresan en las vías mesolímbicas y en las neuronas del área tegmental ventral. La activación de los receptores nicotínicos estimula la liberación de dopaminas de las terminaciones mesolímbicas. Incrementa la presión arterial, la frecuencia cardíaca la motilidad intestinal y las secreciones. Induce el vómito y tiene acción estimuladora de la hormona antidiurética 4 (Lorenzo, y otros, 2009). El alcohol se encuentra en las bebidas alcohólicas fermentadas, destiladas y esencias. El alcohol después de ingerir se elimina por el riñón en una proporción que equivale a 130% de la sanguínea, pero muy diluida. El alcohol etílico tiene muchos efectos en los diferentes órganos. En el sistema endocrino se ha descrito alteraciones en el metabolismo de calcio, aumento del cortisol, inhibición de la secreción de vasopresina, vasopresina, disminución de T3 y T4, hipoglucemia. Se ha demostrado una acción diurética por inhibición de la reabsorción tubular y disminución de la hormona antidiurética a nivel supra-optico-ventricular 4. El alcohol ejerce sobre el neurotransmisor GABA, aumentando la conductancia del ión cloro, mecanismo responsable de la depresión primaria en la intoxicación aguda (Téllez y Cote, 2006; Curci, 2004). La solución fisiológica al 0.9% es una sustancia cristaloide estándar, levemente hipertónica respecto al líquido extracelular y tiene pH ácido. La relación de concentración [Na+] y de 4

Respuesta a la segunda pregunta del cuestionario 8

cloro [Cl-], que es 1/1 en el suero fisiológico, es favorable para el Na+ respecto al Cl- (3/2) en el líquido extracelular (Na+ >Cl-). Contienen 9g de NaCl con osmolaridad de 308 mOsm/litro. La solución provoca la retención de sal y agua en la orina en el líquido extracelular (Sumano y Ocampo, 2006). La ingesta elevada de sodio suprime los sistemas antinatriuréticos y activa los sistemas natriuréticos4. A medida que aumenta la ingestión de sodio, la pérdida de sodio va ligeramente por detrás de su ingestión. El tiempo de retraso da lugar a un pequeño aumento del equilibrio acumulado de sodio, lo que provoca un ligero incremento del volumen del líquido extracelular. Es sobre todo este pequeño aumento del volumen del líquido extracelular es que desencadena varios mecanismos para aumentar la excreción de sodio. 1)  Activación de los reflejos de los receptores de presión baja  baja  que originan en los receptores de la aurícula vasos, provocando reducción de reabsorción de  sodio tubular   por la actividad nerviosa simpática. 2) La  supresión de la formación de la angiotensina II , causando reducción de la absorción tubular de sodio. 3) El estímulo de los  sistemas natriuréticos, natriuréticos, en especial de PNA, que contribuye más la excreción de sodio. 4) Los pequeños incrementos en la presión arterial, tiene lugar con aumentos importantes en la ingestión de sodio. Así se eleva la excreción (Hall, 2012). Los osmómetros Advancend ® usa técnicas de reducción del punto de congelación para medir la osmolalidad. La osmolalidad es la concentración total de solutos en una solución acuosa. Los osmómetros miden el número total de partículas de soluto indiferentemente del  peso molecular o la carga car ga iónica5. Los osmómetros analizan prácticamente cualquier fluido  biológico, incluyendo, pero sin limitarse a, sangre, plasma, orina, heces, sudor y tejidos homogéneos (Instruments, 2005).

Figura 6: Micro-osmómetro Advancend ® modelo 3320 (Instruments, 2005). 4. MATERIALES 4.1. Materiales biológicos Tabla 1: Materiales biológicos de la práctica

Estudiantes

5

Respuesta a la cuarta pregunta del cuestionario 9

4.2. Materiales de laboratorio Tabla 2: Materiales de laboratorio de la práctica Microosmómetro Alcohol etílico al (5%) Solución de NaCl (0.9%)/por un litro  Nicotina 1.6 mg/cigarro Alimento salado Vasos precipitado/1000ml Probeta graduada /250, 100 ml Cronómetro Jabón carbólico

5. PROCEDIMIENTOS Tabla 3: Procedimientos realizados en la práctica. Paso 1: Hemos conformado grupos de cinco estudiantes, y cada grupo eligió a un estudiante voluntario para experimentar el efecto de la ingestión de un producto.

Paso 2: Se invitó a los estudiantes voluntarios de cada grupo, a que miccionen en recipientes graduados y esta fue contabilizada como volumen urinario basal. Del recipiente con contenido de la orina, se tomó una muestra para el análisis en el microsmómetro, al que se ha contabilizado como osmolaridad basal.

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Paso 3: Luego del análisis de la muestra cada alumno consumió un solo producto de los siguientes productos: solución fisiológica, alcohol, nicotina, alimento salado y agua mineral.

Paso 4: Después de 30, 60 y 90 minutos de postingestión de los productos se le invitó a los estudiantes voluntarios que micciones en un recipiente graduado.

Paso 5: En cada momento de postmicción se procedió a medir el volumen en probetas graduadas y la osmolalidad en Micro-osmómetro. Y registramos los valores en la tabla 4.

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6. RESULTADOS Y DISCUSIONES 6.1. Resultados Tabla 4: Resultado de los efectos de los productos ingeridos en la concentración urinaria (osmolaridad). Productos Parámetros Post 30 Post 60 Post 90 Diuresis Basal OBS. ingeridos medidos minutos minutos minutos acumulada Solución fisiológica (0.9%)/1L

Alcohol (5%)/L

 Nicotina

Alimento salado

Agua mineral

Volumen de orina (ml) Osmolalidad de orina (mOsm/kg) Volumen de orina (ml) Osmolalidad de orina (mOsm/kg) Volumen de orina (ml) Osmolalidad de orina (mOsm/kg) Volumen de orina (ml) Osmolalidad de orina (mOsm/kg) Volumen de orina (ml) Osmolalidad de orina (mOsm/kg)

100 ml

160 ml

48 ml

29 ml

283 ml

599

449

306

610

X

100 ml

73 ml

236 ml

400 ml

809 ml

905

795

172

109

X

85 ml

45 ml

23 ml

30 ml

183 ml

952

995

1001

993

X

36 ml

60 ml

36 ml

35 ml

167 ml

956

915

851

842

X

55 ml

32 ml

206 ml

525 ml

818 ml

999

806

129

57

X

1 (b) 4(30) 3(60) 2(90) 2(b) 3(30) 4(60) 5(90) 2(b) 2(30) 2(60) 2(90) 3(b) 4(30) 3(60) 3(90) 2(b) 3(30) 4(60) 5(90)

*LEYENDA: 1: naranja, 2: amarillo oscuro, 3: amarillo ambar, 4: amarillo claro, 5: amarillo transparente.

6.2. Discusiones Los deferentes productos que se han ingerido han influido en el volumen de la eliminación de la orina y su concentración (osmolalidad). Los valores registrados se muestran en l a tabla 4. Las medidas basales del volumen y osmolalidad de la orina son valores que fisiológicamente han filtrado su orina sin modificaciones de experimento. Después de estas medidas e inmediatamente luego del consumo de productos en el experimento se contabilizó sus acciones a nivel de la filtración renal. Dentro de los efectos del suero fisiológico a nivel de la filtración renal se ha visto una disminución progresiva del volumen urinario en cada tiempo medido y la osmolalidad del nivel basal ha disminuido y en la tercera medida fue el nivel mínimo de osmolalidad superando en la última medida un nivel máximo. Evidentemente estos datos tienen una relación íntima con la concentración del NaCl en el líquido extracelular. Según Sumano y Ocampo (2006) mensionan que el su ero fisiológico al 12

0.9% es una sustancia cristaloide estándar, levemente hipertónica respecto al líquido extracelular y tiene pH ácido. Esa característica del suero es parte de la concentración de  NaCl. El suero suer o fisiológico junto con sodio a nivel del intestino i ntestino es absorbida y transportada en la circulación sanguínea, que conforme se distribuye en todo el cuerpo causa una leve hipertonicidad (exceso consumo de sodio) en el líquido extracelular, la cual desencadena varios mecanismos que van aumentar la excreción de sodio (Hall, 2012). La concentración elevada de sodio en el nivel extracelular permite la salida de agua intracelular por ósmosis de modo que el organismo va a intentar a equilibrar las concentraciones de líquidos lí quidos en ambos compartimentos y más el líquido lí quido consumido incrementa la presión arterial aguda provocando un aumento de dos a tres veces en la eliminación urinaria de sodio por estímulos producidos  por las hormonas natriuresis, este proceso se lleva independientemente de las hormonas angiotensina II, y la ADH. La eliminación excesiva de sodio provoca una dilución del líquido extracelular causando osmosis del agua hacia el compartimento intracelular y disminución de la presión arterial que mediante estímulos en los osmoreceptores del hipotálamo van a aumentar la concentración sanguínea de la hormona antidiurética (ADH). Esta hormona actúa en los tubos colectores y mediante las acuaporinas 2  van a incrementar la reabsorción de agua que nos permite explicar la disminución progresiva del volumen urinario conforme va aumentando la absorción de sodio en el tracto gastrointestinal. Sin embargo, el incremento de la osmolalidad de la orina se debe a la activación de natriuréticos y supresión de angiotensina II que van a permitir mayor eliminación de sodio, por lo tanto mayor concentración de la orina conforme se absorbe el sodio en el intestino y aumente la concentración en la sangre (Hall, 2012; Ira, 2011). En los efectos producidos por el alcohol se han observado claramente una eliminación de orina cada vez más diluida. El volumen de la orina aumentaba progresivamente en los tiempos medidos y la osmolalidad disminuía  progresivamente. Estos factores provocados se vehiculan con la hormona antidiurética (ADH) y la concentración excesiva del líquido extracelular por consumo del líquido. El alcohol después de ingerirse son absorbidas en el intestino ingresando a la circulación sanguínea, este proceso tarda un tiempo y a medida que se va ingiriendo, sus efectos a nivel renal se incrementan debido a un mecanismo de acción del alcohol en el sistema nervioso. La bebida ingerida tiene una concentración del 5% de alcohol, y la cantidad del líquido ingerido es agua. Los efectos del alcohol inhiben la secreción de la hormona antidiurética a nivel supra-optico-ventricular del hipotálamo ejerciendo sobre el neurotransmisor GABA que aumenta la conductancia del ion cloro y de este modo inhibe su secreción (Téllez ( Téllez y Cote, 2006). La baja concentración de esta hormona en la circulación sanguínea permite la eliminación de agua a nivel del tubo colector, a causa de la ausencia estimuladora de la hormona ADH en las células epiteliales que permitía una rápida unión de las vesículas con acuaporinas 2 hacia la membrana apical. Debido a la poca cantidad de acuaporinas, mínima cantidad de agua se reabsorbe y la mayor cantidad de agua se elimina elimi na (Hall, 2012). Además,  por la ausencia de ADH (falta de control del líquido extracelular) la eliminación de agua excede más de lo normal, incluso obteniendo al líquido cefalorraquídeo (causa del dolor de cabeza), proporción que equivale a 130% de la eliminación de agua, que evidentemente el cuerpo también pierde su propia agua (Curci, 2004). Una razón, para explicar el aumento  progresivo del volumen urinario, tomándose en cuenta que el efecto del alcohol aumenta de acuerdo a su concentración en un tiempo proporcional a lo ingerido. Sin embargo la disminución de la osmolalidad generada por los solutos (prinicipalmente sodio) es muy poco y disminuye debido al desequilibrio de la concentración del líquido plasmático con la concentración de solutos permitiendo mayor reabsorción de solutos (NaCl) a nivel del tubo colector produciéndose mayor dilución de la orina y menor osmolalidad (Hall, 2012). En los casos de nicotina se ha visto una eliminación de orina casi constante de muy poco volumen y la osmolalidad incrementó admirablemente alta, que llegó hasta 1001 mOsm/kg. Efectos que son provocados por la nicotina a nivel del sistema nervioso influyendo al hipotálamo 13

que involucra la secreción de ADH. La nicotina es un principal alcaloide psicoactivo que activa los receptores colinérgicos nicotínicos del cerebro y periférico, y en el SNC estimula la liberación de dopamina de las terminaciones mesolímbicas influyendo una acción estimuladora de hipotálamo para la secreción de ADH. El aumento de la concentración de ADH en la sangre estimula a nivel de túbulos distales de la nefrona a las células principales fosforilando a muchas proteínas de modo que aceleran la unión de vesículas con acuaporinas a la membrana apical. Las acuaporinas permiten mayor permeabilidad frente al agua y la característica hipertónica de la médula renal provoca una mayor ósmosis de reabsorción del agua. Además, por efectos de nicotina hacia el SNP que disminuyen el flujo del nuerotransmisor acetilcolina (menor trabajo del sistema nervioso parasimpático) y mayor influencia del sistema nervioso simpático se produce vasoconstricción causando incremento de la presión arterial y frecuencia cardíaca que estimula esti mula la liberación de la natriuresis, cuyos efectos producen una eliminación urinaria de sodio dos a tres veces mayor del normal. Por una razón, que se ha visto una alta concentración de los solutos en la orina (alta osmolalidad) (Lorenzo et al , 2009; Hall, 2012). Por el consumo de alimentos saldos se ha producido una variabilidad leve en el volumen urinario eliminado, con muy poca cantidad llegando a ser el máximo 60 ml. Pero, la cuestión se centra en la osmolalidad observada que ha mantenido a la concentración de solutos del nivel basal. El consumo de alimentos salados posee efectos muy similares del caso del suero fisiológico, porque también ésta contiene el NaCl con la diferencia que no se consumió ningún líquido. Al ingerir el alimento salado ésta se absorbe en el intestino luego se distribuye en el líquido plasmático. El aumento leve de sodio en el líquido plasmático produce una leve hipertonicidad causando un ligero incremento del volumen del líquido extracelular debido a la ósmosis del agua hacia fuera de la célula. Sobre este pequeño aumento del volumen del líquido extracelular se desencadenan diversos mecanismos que van a permitir la excreción de sodio. Especialmente generándose estímulos de los sistemas natriuréticos contribuyendo mayor excreción de sodio, situación que nos  permite entender la alta osmolalidad de la orina excretada (Hall, 2012). Y el agua inmediatamente después de la eliminación de sodio ingresa al compartimento intracelular nivelándose la presión arterial. De este modo, la eliminación de agua es fisiológicamente normal con poca cantidad (Hall, 2012). Finalmente, el consumo de agua a influido bastante en la eliminación de orina. El volumen de agua aumentó progresivamente acumulándose una diuresis total de 818 ml y la osmolalidad ha disminuido progresivamente hasta 57 mOsm/kg. Esto es debido a una ingesta elevada de agua que es absorbida en el intestino. Al incrementar el líquido extracelular por la presencia de agua provoca un aumento de la presión sanguínea y ésta es percibida por los osmorreceptores del hipotálamo. La estimulación de estos osmorreceptores por la presión inhibe la secreción de ADH en el hipotálamo hacia la hipófisis posterior. La baja concentración de ADH en la sangre provoca baja permeabilidad de agua en túbulos distales de la nefrona, por esta razón la gran cantidad de agua es eliminada con el objetivo de nivelar la presión arterial provocada por el líquido extracelular. Además, la concentración de solutos debe ser equivalente a la concentración de líquido extracelular,  por lo que los solutos especialmente sodio es reabsorbida en los tubos colectores, el riñón r iñón  puede excretar en caso de baja osmolalidad del pl asma sanguíneo hasta 50 mOsm/kg (Hall, 2012). Por fortuna se ha visto una disminución de la osmolalidad de casi al nivel de ese valor. Ecuacionalmente la cantidad de líquido ingerido debe eliminarse casi la misma cantidad por el riñón, de este modo mantienen al organismo en homeostasis (1225 ml de agua consumida = 818 ml de la diuresis acumulada + líquido no filtrado con probable ingreso al compartimento intracelular o intersticial).

7. CONCLUSIONES Debido a que el riñón es un órgano principal y esencial para la homeostasis del organismo, maneja diversos mecanismos extrarrenales para el control de su función. Incluyen en este 14

aspecto a las hormonas (ADH, natriuresis, aldosterona, etc) y al sistema nervioso. El mecanismo de acción a nivel de la nefrona se produce tanto en el glomérulo y los túbulos de la nefrona. Sin embargo, el túbulo que más repercute en la homeostasis de los líquidos corporales son los túbulos colectores mediante la intervención de la hormona antidiurética.

8. RECOMENDACIONES Las técnicas utilizadas utiliz adas y el procedimiento han tenido un buen resultado que comparando con la literatura coinciden las informaciones correctamente. No hay recomendaciones.

9. BIBLIOGRAFÍA Barrett, K., Barman, S., Boitano, S., & Brooks, H. (2013). Ganong Fisiología médica. China: McGraw_Hill Interamericana editores; 24a edición . Curci, O. (2004). Toxicología. Buenos Toxicología. Buenos Aires-Argentina : Lopez editores; 2da edición . Hall, J. (2012). Guyton y Hall Tratado de Fisiología médica . Madrid, .  Madrid, España : Elsevier; Duodécima edición . Instruments, A. (2005). El (2005).  El Micro-osmómetro Advanced modelo 3320 3320 . EE.UU.: . EE.UU.: 3325ES Rev. 111010515. Ira, S. (2011). Fisiologia (2011). Fisiologia Humana. México: Humana. México: McGRAW-HILL Interamericana Editores; 12 va edición . Lorenzo, P., Moreno, A., Lizasoain, I., Leza, J., Moro, M., & Portolés, A. (2009). Velázquez Farmacología Básica y Clínica. China: Clínica.  China: Edirtorial médica panamericana; 18ava edición. Moyes, C., & Schulte, P. (2007).  Principios de Fisiología animal. Madrid, animal. Madrid, España: Pearson educación. Randall, D., Burggren, W., & French, K. (1998).  Eckert Fsiología animal mecanismos y adaptaciones. Madrid: adaptaciones. Madrid: McGRAW-HILL Interamericana de España; Segunda edición en español. Sumano, H., & Ocampo, L. (2006).  Farmacología veterinaria . México: . México: McGraw-Hill Interamericana editores. Téllez, J., & Cote, M. (2006). Alcohol etílico. Rev etílico.  Rev Fac Med Nac Colomb, 54(1), 54 (1), 32-47.

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10.

ANEXOS

Figura 1: Principales cationes y aniones de los líquidos intracelulares y extracelulares (Hall, 2012).

Figura 2: Efectos de la adición de soluciones isotónica, hipertónica e hipotónica al líquido extracelular tras el equilibrio osmótico (Hall, 2012).

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