Fisiología Humana: Regulación del Agua, Sistema Renal y Endocrino

Agua Corporal y sus Funciones

El agua posee un alto calor específico, actúa como termorregulador, tiene una alta conducción de calor y es un solvente universal. Sus funciones incluyen:

  • Aportar líquido para las secreciones glandulares.
  • Servir como medio de transporte.
  • Contribuir a la termorregulación.
  • Mantener la presión arterial.
  • Mantener la función renal.

Espacios Corporales

  • Espacio intracelular (LIC): Espacio localizado dentro de un sistema u órgano, separado del líquido extracelular (LEC). En él se sintetiza y circula un líquido especializado.
  • Espacio potencial: Espacio entre dos membranas serosas cuya función es lubricar ambas membranas para facilitar su desplazamiento.
  • Derrame: Acumulación excesiva de líquido en el espacio potencial.
  • Edema: Acumulación excesiva de líquido en el espacio transcelular.

Distribución del Agua Corporal Total (ACT)

  • Líquido extracelular: 14 litros (plasma y líquido intersticial).
  • Líquido intracelular: 28 litros.
  • ACT total: 42 litros.

Sistema Renal

Los riñones producen vitamina D, regulan el equilibrio ácido-base, regulan la producción de eritrocitos y participan en la síntesis de glucosa. El líquido filtrado pasa por los capilares glomerulares, la cápsula de Bowman, el túbulo proximal, el asa de Henle (incluida la mácula densa), el túbulo distal, el túbulo conector, el túbulo colector cortical, el conducto colector principal y el conducto colector medular, para finalmente vaciarse en la pelvis renal.

Tipos de Nefronas

  • Nefronas corticales: Ubicadas en la corteza externa, con asas de Henle cortas.
  • Nefronas yuxtaglomerulares: Situadas en la parte profunda de la corteza renal, cerca de la médula, con asas de Henle largas.

Formación de la Orina

  1. Filtrado glomerular.
  2. Reabsorción tubular: Desde los túbulos renales hacia los capilares peritubulares.
  3. Secreción tubular: Desde los capilares peritubulares al sistema de túbulos renales.

En la filtración se eliminan las sustancias que no son necesarias. Luego, se reabsorben agua, electrolitos y solutos útiles para evitar su eliminación. La secreción permite desechar sustancias como medicamentos, creatinina y desechos nitrogenados del metabolismo de las proteínas.

Regulación del Volumen de Filtrado Glomerular (VFG)

Si la presión arterial disminuye, se activa la angiotensina II, provocando una vasoconstricción en las arteriolas eferentes para aumentar la presión glomerular. El flujo del plasma que llega al riñón y la proporción de este que se filtra pueden mantenerse estables aunque varíe la presión arterial a través de mecanismos intrínsecos y extrínsecos del riñón.

  • Regulación neuronal (extrínseca): Envía sustancias para mantener estable la filtración glomerular (FG) actuando sobre los capilares. Por ejemplo, si aumenta la presión, aumenta el tamaño de los capilares y, por ende, la filtración. Se envía información para que los capilares se contraigan.
  • Regulación hormonal (intrínseca): La norepinefrina, epinefrina y endotelina contraen los vasos renales y disminuyen la FG.

Reabsorción Tubular

Ocurre en los túbulos renales.

  • Túbulo contorneado proximal: Se reabsorbe aproximadamente el 65-70% del agua y sodio filtrados. Las células presentan gran cantidad de mitocondrias y un área extensa de vellosidades. Se reabsorben agua, glucosa, aminoácidos, Cl, HCO3, H+, K+ y urea. Se secretan sales biliares y oxalato.
  • Asa de Henle: Se reabsorbe agua, Na+, Cl y K+.
  • Asa de Henle ascendente delgada: Reabsorción de agua, urea y Na+. Baja permeabilidad a solutos. Absorbe el 20% del agua filtrada.
  • Asa de Henle ascendente gruesa: Reabsorción de Na+, Cl, K+, Ca2+, HCO3 y Mg2+.
  • Túbulo contorneado distal: Reabsorbe NaCl y secreta K+, Ca2+ y Mg2+.
  • Túbulo colector cortical: Reabsorbe Na+ y excreta K+. Es impermeable a la urea.
  • Túbulo colector medular: Reabsorbe el 10% del agua y Na+, HCO3. La hormona antidiurética (ADH) controla la concentración de orina. Secreta H+.

Regulación del Equilibrio Ácido-Base

Ácido fuerte: Se disocia rápidamente y libera grandes cantidades de iones hidrógeno (H+) en la solución.

Base fuerte: Elimina rápidamente de una solución un ion hidrógeno.

El pH es inversamente proporcional a la concentración de H+.

Existen tres sistemas que regulan la concentración de hidrógeno en los líquidos corporales para evitar la acidosis y la alcalosis:

  1. Sistema de amortiguación ácido-base: Se combinan de forma inmediata con un ácido o una base para evitar cambios excesivos en la concentración de H+. Reaccionan en milésimas de segundos.
  2. Centro respiratorio: Regula la eliminación de CO2 del líquido extracelular y, por tanto, el H2CO3 del organismo. Actúa en pocos segundos.
  3. Riñones: Pueden excretar orina ácida o alcalina, permitiendo normalizar la concentración de H+ en el líquido extracelular en caso de acidosis o alcalosis. Este proceso es relativamente lento (horas o días), pero más potente.

Si hay más cantidad de iones hidrógeno, hay menos cantidad de HCO3 sanguíneo.

  • Acidosis metabólica: Disminución de HCO3 en la sangre por exceso de ácido. El pH baja, se vuelve más ácido y aumenta la acidez en la orina (NH4+).
  • Acidosis respiratoria: Aumenta la presión de CO2, baja el pH, aumenta el HCO3 y aumenta la acidez (NH4+).
  • Alcalosis respiratoria: Baja la presión de CO2, aumenta el pH, baja el HCO3 y baja la acidez (NH4+).

Sistema Endocrino

El sistema endocrino, junto con el sistema nervioso autónomo (SNA), mantiene la homeostasis.

  • SNA: Genera información rápida, con efectos de corta duración (pocos minutos).
  • Sistema endocrino: Genera información más lenta, con efectos más prolongados.

El sistema endocrino está formado por células endocrinas aisladas, tejido endocrino y glándulas endocrinas (liberadoras de hormonas).

Tipos de Mensajeros Químicos

  • Neurotransmisores (NT): Liberados por axones terminales.
  • Hormonas endocrinas: Producidas por glándulas o células específicas que las liberan a la sangre para influir en células de otras partes del cuerpo.
  • Hormonas neuroendocrinas: Secretadas por las neuronas hacia la sangre e influyen en células de otras partes del cuerpo.
  • Hormonas paracrinas: Van al líquido extracelular y actúan sobre células distintas.
  • Hormonas autocrinas: Pasan al líquido extracelular y actúan sobre las mismas células que las fabrican, uniéndose a receptores de su superficie.
  • Citoquinas: Péptidos secretados por las células hacia el líquido extracelular. Actúan en el sistema inmune.

Tipos de Hormonas

  • Hormona: Sustancia que permite la comunicación entre una célula y otra.
  • Estimulantes: Promueven la actividad en un tejido (ej. prolactina).
  • Inhibidoras: Disminuyen la actividad en un tejido (ej. somatostatina).
  • Antagonistas: Par de hormonas con efectos contrarios (ej. insulina-glucagón).
  • Sinergistas: Actúan en conjunto potenciándose (ej. GH, T3 y T4).
  • Tróficas: Alteran el metabolismo de otros tejidos endocrinos (ej. corticotropina).

Clasificación de las Hormonas según su Composición

  • Hormonas proteicas: No pueden atravesar la membrana plasmática. Tienen un receptor de membrana. Son liberadas mediante exocitosis. Son hidrosolubles, por lo que se movilizan libremente por la sangre.
  • Hormonas esteroideas: Se sintetizan a partir del colesterol. Son liposolubles. Secretadas por las glándulas suprarrenales, ovarios y testículos. Penetran fácilmente por la membrana celular. Circulan en la sangre unidas a proteínas plasmáticas. No se almacenan, se sintetizan frente a estímulos.
  • Hormonas amínicas: Catecolaminas, sintetizadas por la tiroides y la médula suprarrenal. La mayor parte viaja a través de proteínas plasmáticas.

Regulación de la Secreción Hormonal

Se regula a través de mecanismos de retroalimentación positiva y negativa. La retroalimentación negativa regula el efecto contrario a lo que se inicia, y la positiva puede dar lugar a un aumento de las concentraciones hormonales.

Aclaramiento de las Hormonas en la Sangre

Proceso por el cual las hormonas se eliminan del cuerpo. Existen tres mecanismos:

  1. Destrucción metabólica en los tejidos: La hormona ingresa al interior de la célula, genera su acción y luego es degradada.
  2. Unión a receptores de membrana: La hormona se une a su receptor de membrana y luego es degradada por enzimas de la membrana plasmática.
  3. Excreción hepática: A través de la bilis se desechan las hormonas no necesarias.

Hipófisis

  • Adenohipófisis: Secreta hormonas propias. El hipotálamo estimula a las células para que se liberen las hormonas (hormona del crecimiento, corticotropina, tirotropina, prolactina, LH, FSH).
  • Neurohipófisis: No genera hormonas. El hipotálamo envía las hormonas antidiurética y oxitocina a través de los axones.

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