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Reabsorción tubular – Fisiología humana
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FISIOLOGÍA HUMANA
CONTENIDO
Reabsorción tubular
El líquido que fluye a través del glomérulo y la cápsula de Bowman tras la filtración se
llama filtrado. Recordemos que el filtrado contiene agua y otros solutos importantes.
Podríamos pensar que el riñón actúa como un enorme filtro para el cuerpo, eliminando
sustancias no deseadas. Y tendríamos razón en parte, pero recordemos que el riñón
también retiene las sustancias que el cuerpo necesita. Los mecanismos tubulares de [
pb_glossary id=”1524″]reabsorción[/pb_glossary] en las nefronas mueven los solutos y el
agua fuera del filtrado de regreso al torrente sanguíneo, para asegurar que estos no se
pierdan en la orina. Además de la reabsorción de sustancias importantes, la nefrona
también puede secretar sustancias no deseadas del torrente sanguíneo al filtrado, un
proceso llamado acertadamente secreción . Juntos, estos dos procesos completan la
transformación del filtrado en orina. Esta sección discutirá cómo las sustancias importantes se mueven entre las membranas del riñón y los resultados de estos procesos. Antes de adentrarnos en eso, primero revisaremos los mecanismos a través de los cuales
los iones y otras sustancias pueden cruzar las membranas celulares.
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Reabsorción tubular – Fisiología humana
Resultados del aprendizaje
En esta sección aprenderás…
Describe el movimiento de solutos entre las membranas del riñón.
Describe la reabsorción y secreción en el túbulo contorneado proximal, el
túbulo contorneado distal y el asa de Henle.
Describe y aplica tus conocimientos sobre el sistema multiplicador de
contracorriente.
Aplica tus conocimientos sobre los conductos colectores y la recuperación
de agua.
Mecanismos de recuperación
Esta sección comienza con un repaso de lo aprendido en HK*2810. Su objetivo es mejorar su comprensión de los métodos de reabsorción renal, que verá más adelante. Debe
comprender los transportadores utilizados y los iones y sustancias importantes que deben reabsorberse de nuevo a la sangre desde la nefrona. Si se siente cómodo con este
material, desplácese hacia las demás secciones de este subcapítulo.
La reabsorción y la secreción incluyen mecanismos de transporte activo, difusión, difusión facilitada, transporte activo secundario y ósmosis para mover sustancias a través de
las membranas.
El transporte activo utiliza energía (ATP) para mover una sustancia a través de la
membrana desde una zona de baja concentración a una de alta concentración, en
contra del gradiente de concentración. Un ejemplo sería el transporte activo de sodio fuera de la célula y de potasio dentro de ella mediante el antipuerto Na+/K+, que
mueve los iones en direcciones opuestas.
La difusión simple desplaza una sustancia de una zona de mayor concentración a
otra de menor, siguiendo su gradiente de concentración. No requiere energía y solo
necesita que la sustancia sea soluble.
La difusión facilitada es similar a la difusión simple en que desplaza una sustancia a
favor de su gradiente de concentración. La diferencia radica en que requiere recephttps://books.lib.uoguelph.ca/human-physiology/chapter/tubular-reabsorption/
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tores de membrana o proteínas de canal específicos para su desplazamiento. Un
ejemplo sería el transporte de glucosa y, en ciertas situaciones, de sodio. En algunos
casos de transporte mediado, dos sustancias diferentes comparten el mismo puerto
de proteína de canal; estos mecanismos se describen mediante los términos simporte y antiporte.
Un simporte transporta dos o más sustancias en la misma dirección simultáneamente, mientras que un antiporte transporta dos o más sustancias en direcciones opuestas. Ambos sistemas pueden utilizar gradientes de concentración
mantenidos por bombas de ATP.
Cuando el transporte activo impulsa el transporte de una sustancia secundaria de
esta manera, se denomina transporte activo secundario . Un ejemplo sería la reabsorción de glucosa en los riñones. Las ATPasas Na + /K + de la membrana basal de
una célula tubular bombean sodio constantemente fuera de la célula, manteniendo
un fuerte gradiente electroquímico para que el sodio entre en la célula desde el lumen tubular. En la superficie luminal, una proteína simportadora de sodio/glucosa
facilita el movimiento de sodio y glucosa hacia el interior de la célula. El cotransportador mueve la glucosa hacia el interior de la célula en contra de su gradiente de
concentración a medida que el sodio se mueve a favor del gradiente electroquímico
creado por las membranas basales. La molécula de glucosa se difunde entonces a
través de la membrana basal mediante difusión facilitada hacia el espacio intersticial y desde allí hacia los capilares peritubulares.
La mayor parte del calcio, sodio, glucosa y aminoácidos debe ser reabsorbida por la nefrona para mantener las concentraciones plasmáticas homeostáticas. Otras sustancias,
como la urea, el potasio, el amoníaco, la creatinina y algunos fármacos, se secretan
como productos de desecho. El equilibrio ácido-base se mantiene mediante la secreción o reabsorción de hidrógeno y bicarbonato. Véase la figura 1 a continuación para
una representación visual de los mecanismos de transporte descritos.
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Figura 1. Mecanismos de transporte de iones.
Consejos de antiguos alumnos
Podría ser útil repasar las secciones de sus apuntes sobre la reabsorción y las distintas partes de la nefrona, y luego repasar esta sección para aclarar los mecanismos de reabsorción. Concéntrese en comprenderla para comprender mejor el
flujo de líquido en el riñón.
Es fundamental conocer qué sustancias secreta y reabsorbe la nefrona y dónde ocurre
esto. La Figura 2 (a continuación) describe estas ubicaciones. También es importante
comprender por qué ciertas sustancias se secretan o reabsorben en ciertos puntos de la
nefrona y qué factores pueden aumentar o disminuir la reabsorción o la secreción. Por
ejemplo, la secreción de la hormona antidiurética aumenta la reabsorción de agua. Rehttps://books.lib.uoguelph.ca/human-physiology/chapter/tubular-reabsorption/
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cuerde que cualquier sustancia que sale de la nefrona (reabsorbida) ingresa al torrente
sanguíneo a través de los capilares peritubulares o vasos rectos y permanece en el organismo. Cualquier sustancia que regresa a la nefrona (secreción) se excreta.
Figura 2. Localizaciones de secreción y
reabsorción en la nefrona.
La siguiente tabla de iones ( Tabla 1 ) no es necesaria memorizarla. Su propósito es mostrar las sustancias importantes presentes en el filtrado que deben reabsorberse en la
sangre para evitar su pérdida en la orina. También muestra las sustancias que se secretan en el túbulo para su excreción en la orina.
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Tabla 1. Ubicaciones de secreción o reabsorción en la nefrona
Sustancia
Glucosa
PCT
Asa de Henle DCT
Conducto
colector
~100%
reabsorbido;
Transporte
activo
secundario con
Na +
~100%
reabsorbido;
Proteínas y
aminoácidos simporte con
Na +
Vitaminas
Reabsorbido
Lactato
Reabsorbido
Creatinina
Secretado
Urea
50%
reabsorbido
por difusión;
también
secretado
Secreción,
difusión en la
extremidad
descendente
Reabsorción
en los
conductos
colectores
medulares;
difusión
65%
reabsorbido
activamente
25%
reabsorbido
en la rama
ascendente
gruesa;
transporte
activo
5%
reabsorbido;
activo
5%
reabsorbido,
estimulado
por
aldosterona
(ALDO);
activo
Cloruro (Cl –
)
Reabsorbido,
simporte con
Na + , difusión
Reabsorbido
en la rama
ascendente
delgada y
gruesa;
difusión en la
rama
ascendente
Reabsorbido; Reabsorbido;
difusión
simporte
Agua
67%
reabsorbido
osmóticamente
con solutos
15%
reabsorbido
en la
extremidad
descendente;
ósmosis
8%
reabsorbido
si Hormona
antidiurética
(ADH);
ósmosis
Sodio (Na + )
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Cantidades
variables
reabsorbidas,
controladas
por ADH,
ósmosis.
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Bicarbonato
(HCO 3 – )
H+
Amonio (NH
4+ )
Algunas
drogas
Potasio (K + )
Calcio (Ca 2+
)
Magnesio
(Mg)
80-90% de
reabsorción de
simportación
con Na +
Reabsorbido,
simporte con
Na + y
antiporte
con Cl– ; en la
rama
ascendente
Antiporte
reabsorbido
Reabsorbido; con Cl –
difusión
Secretada;
difusión
Secretada;
activa
Secretada;
activa
Secretada;
difusión
Secretada;
difusión
Secretada;
difusión
Secretado
Secretada;
activa
Secretada;
activa
Secretada;
activa
Secreción
controlada
por
aldosterona;
activa
65%
reabsorbido;
difusión
20%
reabsorbido
en la rama
ascendente
gruesa,
simporte
Reabsorbido;
difusión
Reabsorbido
en la rama
ascendente
gruesa;
difusión
Reabsorbido;
difusión
Reabsorbido
en la rama
ascendente
gruesa;
difusión
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Se reabsorbe
si hay
hormona
paratiroidea
(PTH)
presente;
activa
Reabsorbido
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Fosfato (PO
34 )
85%
reabsorbido,
inhibido por la
hormona
paratiroidea,
difusión
Reabsorbido;
difusión
[1]
Consejos de antiguos alumnos
No se centre en memorizar cada ion y su permeabilidad; enfóquese en los aspectos clave que influyen en la tasa de filtración glomerular y el flujo sanguíneo renal. Comprenda las tendencias generales de cada zona del riñón y si es permeable a estos iones o sustancias clave.
La reabsorción es un proceso de dos pasos. Comienza con el transporte pasivo o activo
de agua y solutos desde el líquido en la luz del túbulo , a través de la pared tubular, hacia el espacio intersticial (EEI) . A continuación, se produce el transporte pasivo o activo
de agua y solutos desde el EEI , a través de las paredes capilares, hacia el torrente sanguíneo . En el riñón, la filtración y la reabsorción ocurren a través de dos lechos capilares
diferentes: el glomérulo y los capilares peritubulares (CPT), respectivamente. Al igual
que la filtración, la reabsorción en el riñón se ve influenciada por las presiones hidrostática y osmótica. La relación entre las presiones hidrostáticas y las presiones osmóticas
de los tejidos, PTC y la cápsula de Bowman se describe mediante la ecuación de flujo de
fluido donde J fluido es el flujo de fluido, CFC es una constante, P PTC es la presión hidrostática del PTC (13 mmHg), P t es la presión hidrostática del tejido (6 mmHg), π PTC es la
presión osmótica del PTC (32 mmHg) y π t es la presión osmótica de la cápsula de Bowman (15 mmHg).
J f luid = CF C ∗ ((P P T C − Pt) − (πP T C − πt))
Como se puede ver en las variables anteriores, existe una presión osmótica muy alta en
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el PTC. Esto se debe a que la sangre en el PTC está muy concentrada como resultado de
filtrar tanto líquido de la sangre en el glomérulo. Esto crea un impulso mucho mayor
para mover el líquido osmóticamente en lugar de hidrostáticamente. Recuerde que el
agua se mueve para diluir un área concentrada, por lo que el agua será atraída para moverse hacia la sangre ya que está muy concentrada. En otras palabras, dado que el cambio en la presión osmótica (π PTC – π t ) es mayor que el cambio en la presión hidrostática (P PTC – P t ), el movimiento neto de líquido será desde la ISS hacia el PTC. El diagrama a continuación en la figura 3 muestra el proceso de reabsorción en dos pasos.
Primero, el agua y los solutos del lumen del túbulo en la nefrona son movidos por transportadores hacia la ISS. Segundo, las fuerzas osmóticas impulsan el movimiento de solutos y agua desde la ISS hacia el PTC.
Figura 3. Proceso de reabsorción de sustancias en
la nefrona.
Reabsorción y secreción en el túbulo contorneado
proximal
El túbulo contorneado proximal (PCT) es el primer punto en el que se modifica la orina
en formación. Aquí, algunas sustancias se reabsorben y otras se secretan. El agua y las
sustancias reabsorbidas regresan a la circulación a través de los capilares peritubulares
y de los vasos rectos . Es importante comprender la diferencia entre los capilares glomerulares , peritubulares y de los vasos rectos. El glomérulo tiene alta presión y puede
mantenerla dilatando la arteriola aferente mientras constriñe la arteriola eferente para
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impulsar el movimiento del sustrato. Por el contrario, el movimiento en los capilares peritubulares y los vasos rectos está influenciado principalmente por la osmolaridad y los
gradientes de concentración. El sodio se bombea activamente fuera del PCT para impulsar el movimiento del agua hacia los capilares.
La mayor parte, aproximadamente el 70%, de la reabsorción de sustancias del filtrado
ocurre en el túbulo posterior al riñón (TPR). El riñón está construido con asimetría celular. Esto significa que existen diferentes transportadores a cada lado de las células para
transportar sustancias en una dirección. El transporte de sustancias importantes desde
el filtrado en el lumen del túbulo hacia la EEI se produce mediante:
Simportadores o antiportadores (para glucosa, aminoácidos, fosfato)
Difusión de iones (para Na + , Cl– , K + , Ca + )
Ósmosis y acuaporinas (para agua)
Endocitosis (para proteínas)
Una vez en la EEI, estas sustancias pueden transportarse al lumen del PCT mediante el
impulso osmótico mencionado anteriormente. Este proceso de dos pasos completa la
reabsorción. Es importante saber qué sustancias se secretan y reabsorben en el PCT.
Además, puede ser útil conocer qué canales y transportadores están presentes en el
PCT. En la figura 4 a continuación, se puede visualizar la reabsorción y secreción de sustancias a través de diversos canales en el PCT.
Figura 4. Sustancias reabsorbidas y secretadas por el PCT.
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Más sustancias se mueven a través de las membranas del PCT que cualquier otra porción de la nefrona. De hecho, alrededor del 67% del agua, sodio y potasio que ingresa a
la nefrona se reabsorbe en el PCT. Las células tienen dos superficies: la apical y la basal.
La superficie apical mira hacia el lumen o el interior del PCT. Mientras que la superficie
basal de la célula mira hacia el tejido conectivo al que se adhiere la célula, la membrana
basal. Las bombas y los canales varían entre las superficies apical y basilar. Algunas de
las sustancias que se transportan a través del mecanismo de simportación en la membrana apical incluyen cloruro , calcio , aminoácidos, glucosa y fosfato , que se pueden ver
arriba en la figura 4. El sodio se intercambia con el potasio a través del transporte activo
en la membrana basal.
La recuperación del bicarbonato es vital para el equilibrio ácido-base. La anhidrasa carbónica (AC) cataliza este mecanismo como se muestra en la figura 5. En el riñón, la mayor parte de la AC se encuentra dentro de la célula, pero una pequeña cantidad está
unida al borde en cepillo de la membrana en la superficie apical de la célula. En el lumen del PCT, el bicarbonato se combina con iones de hidrógeno para formar ácido carbónico (H2CO3 ) . Este se cataliza en dióxido de carbono y agua, que se difunde a través
de la membrana apical hacia la célula. El agua puede moverse osmóticamente a través
de la membrana de la bicapa lipídica debido a la presencia de canales de acuaporina .
Dentro de la célula, ocurre la reacción inversa para producir iones de bicarbonato ( HCO3–
). Estos se cotransportan con el sodio a través de la membrana basal hacia el espacio intersticial (EEI). Simultáneamente, un antiportador Na + /H + excreta hidrógeno hacia el
lumen, mientras recupera sodio.
HCO 3– + H + ↔ H 2 CO 3 ↔ CO 2 + H 2 O
La recuperación de solutos desde el lumen del PCT hasta la EEI crea un gradiente osmótico que promueve la recuperación de agua. La modificación del número de acuaporinas en los túbulos colectores también ayuda a regular la osmolaridad sanguínea.
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Figure 5. Reabsorption of bicarbonate from the PCT.
There is also the secretion of substances at the proximal tubule that are to be eliminated in the urine, such as anions, cations, or bile salts. Secretion is the movement from
the peritubular capillaries into the ISS then into the lumen of the tubule through these
same transporters mentioned above.
Testing Your Knowledge
Clinical Application:
Diabetes is a common risk factor for kidney disease. In a healthy individual, all of
the glucose that was filtered into the nephron is reabsorbed back into the blood
at the proximal tubule. However, individuals who are diabetic have high blood
glucose levels resulting in excess glucose filtered into the tubule of the nephron.
What is one way that you could tell someone is diabetic from testing their
urine? Hint: What would be different in their urine from that of a healthy
individual?
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Reabsorption in the Loop of Henle
The loop of Henle consists of a thin descending limb, as well as a thick and thin ascending limb. The loop of Henle is specialized to enable the recovery of sodium and water
that has been filtered by the glomerulus. Roughly 40% of filtered sodium is reabsorbed
in the loop of Henle, primarily in the thick ascending limb. Urine is formed as the filtrate
moves through the loop of Henle, creating a cortico-medullar osmotic gradient. This
gradient is maintained by the different permeabilities of the different sections of the
loop of Henle, the active reabsorption of sodium in the thick ascending limb, and the Ushape of the loop.
As the urine is formed, the osmolarity will change from isosmotic between the lumen of
the loop of Henle and the interstitial space to hypertonic. This is a result of osmosis occurring in the descending limb and active transport occurring in the ascending limb. It
is also worth noting that the loop of Henle also plays a small role in the reabsorption of
filtered bicarbonate. Research has shown that under physiologic conditions, the majority of the bicarbonate reabsorption occurs in the proximal tubule with the loop of
Henle playing a modest role. However, bicarbonate concentration increases at the tip of
the loop of Henle, as an indirect result of water reabsorption along the descending limb.
Therefore, bicarbonate is reabsorbed in the loop of Henle via the transcellular pathway.
Did you know that the ability of kangaroos and rats to produce hyper-concentrated
urine is due to their long loop of Henle (proportional to their size)? This is an adaptation
for life in the desert so that these animals can maintain their blood volume. [2] The following video describes the reabsorption and secretion of sodium in the loop of Henle and
how this affects urine concentration. [3]
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“Loop of Henle Explained” by Biomed Sessions is All Rights Reserved.
Reabsorption in the Descending Limb
The descending limb of the loop of Henle penetrates the medulla and it is comprised of
simple squamous epithelial cells. When filtrate enters the descending limb of the loop
of Henle it is [pb_glossary id=”8464″]isotonic[/pb_glossary] with the plasma and the interstitial space. The thin descending limb of the loop of Henle does not reabsorb any sodium, and water reabsorption occurs passively via aquaporins, allowing for the unrestricted movement of water. This increases the osmolarity from 300mOsmol/kg to
~1200mOsmol/kg. This increased osmolarity results in about 15% of the water entering
the nephron to be reabsorbed.
Reabsorption in the Ascending Limb
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Thin Ascending Limb
The thin ascending limb of the loop of Henle is impermeable to water and permeable to
sodium. Sodium moves across the epithelium as a result of the differences in osmolarity
between the tubule and the interstitial space.
Thick Ascending Limb
The thick ascending limb is lined with simple cuboidal epithelium without a brush border. The thick ascending limb is completely impermeable to water due to the absence
of aquaporin proteins; however, sodium and chloride are actively reabsorbed by a cotransport system. Because water is retained as this section is impermeable to water and
sodium chloride is removed, the filtrate becomes hypoosmotic as it reaches the distal
convoluted tubule. In contrast, the interstitial space (ISS) becomes increasingly hyperosmotic. Active reabsorption of sodium in the thick ascending limb serves two main functions. It allows for the dilution of the luminal fluid as well as the movement of sodium
and chloride in the ISS. This contributes to the generation of a strong osmotic gradient
in the outer medulla
Na+/K+ ATPases in the basal membrane create an electrochemical gradient. This allows
the reabsorption of chloride by Na+/Cl- symporters in the apical membrane. As sodium
is actively pumped from the basal side of the cell into the interstitial space, chloride follows sodium from the lumen into the ISS through leaky tight junctions . These leaky
tight junctions are found between the cells of the ascending loop, where they allow for
the movement of certain solutes. Most of the potassium that enters via symporters returns to the lumen through these leaky channels in the apical membrane. The potassium exits the loop of Henle because the ISS is now a negatively charged environment
that attracts cations from the lumen into the ISS and the vasa recta. Below, figure
6 outlines the movement of filtrate through the loop of Henle. [4]
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Figure 6. Movement of filtrate through
the loop of Henle.
Reabsorption and Secretion in the Distal Convoluted
Tubule
Reabsorption in the distal convoluted tubule (DCT) is influenced by aldosterone, a hormone that increases the amount of Na+/K+ ATPase in the basal membrane of the DCT
and collecting duct. The movement of sodium out of the lumen of the collecting duct
creates a negative charge that promotes the movement of chloride out of the lumen
into the interstitial space by a paracellular route across tight junctions. Peritubular capillaries receive the solutes and water and return them to circulation.
Cells of the DCT also recover calcium from the filtrate. Parathyroid hormone, once
bound to its receptors in the DCT, induces the insertion of calcium channels on its luminal surface. As sodium is pumped out of the cell, the resulting electrochemical gradient
attracts calcium into the cell. In addition, calcitriol, the active form of vitamin D, induces
the production of calcium-binding proteins that transport calcium into the cell. Any calcium not reabsorbed at this point is lost in the urine. For more information on these
hormones, go to the section titled “Hormonal Regulation“.
Collecting Ducts and the Recovery of Water
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In the collecting ducts, there are two distinct types of cells. A principle cell, that possesses channels for the recovery or loss of sodium and potassium, and intercalated cells
that secrete or absorb acid or bicarbonate.
The regulation of urine volume and osmolarity are two major functions of the collecting
ducts. By varying the amount of water that is recovered, the collecting ducts play a role
in maintaining the body’s normal osmolarity. If the blood becomes hyperosmotic, the
collecting ducts recover more water to dilute the blood; if the blood becomes hypoosmotic, the collecting ducts recover less water, leading to increased concentration of the
blood. This function is regulated by antidiuretic hormone (ADH).
When stimulated by ADH, aquaporin channels are inserted into the apical membrane
of principal cells. As the ducts descend through the medulla, the osmolarity surrounding them increases due to the countercurrent system. The aquaporin channels will osmotically pull water from the collecting duct into the surrounding interstitial space and
the capillaries; this will concentrate the urine, as shown below in figure 7. Conversely,
when ADH is not present, the limited aquaporin channels recover less water, making
the urine more dilute.
Intercalated cells play significant roles in regulating blood pH. Intercalated cells reabsorb potassium and bicarbonate while secreting hydrogen. This function lowers the acidity of the plasma while increasing the acidity of the urine. The effects of hormones are
explained more in-depth in the “Hormonal Regulation” section of the kidney unit.
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Figure 7. Insertion of aquaporins into the collecting duct.
The following video provides a summary of tubular reabsorption in the various areas of
the nephron. It is highly encouraged that you watch this video to further solidify your
knowledge on this topic.
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“Tubular Reabsorption – Secretion” by Dr. Bruce Forciea is All rights reserved.
The Countercurrent Multiplier System
The ascending limb actively reabsorbs salts like NaCl into the interstitial space (ISS)
while the collecting ducts actively pump urea into the ISS space. This results in the recovery of salts into the circulation via the vasa recta and creates a high osmolar environment in the depths of the medulla.
The term countercurrent multiplier system comes from the proximity of the descending
and ascending loops of the nephron as their fluid flows in opposite directions or in opposite currents. The multiplier term is due to the action of solute pumps that increase
the concentrations of urea and sodium deep in the medulla. The net result of the countercurrent multiplier system is the recovery of both water and sodium in circulation.
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Figure 8. The countercurrent multiplier system.
In the vasa recta, blood flows at a rate that maintains the countercurrent multiplier system. The blood flows slowly through the capillaries to allow enough time for the exchange of nutrients and wastes. Additionally, the slow movement of blood through the
vasa recta allows water to pass through without causing the vessels to swell or burst. It
is also important to note, that if the flow through these capillaries was too rapid, the
flow would remove too much sodium and urea which would destroy the osmolar gradient that is necessary for the reabsorption of solutes and water. The below videos give
a good overview of the countercurrent multiplier system and how it is maintained.
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“The Kidney & the Counter Current Multiplier” by Aston University is All rights
reserved.
This next video helps to expand on the countercurrent exchange theory and explains
how the medullary concentration gradient is made. This concentration gradient is responsible for the countercurrent multiplier system and influencing the direction that
substances move in the nephron.
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“Medullary concentration gradient” by Wendy Riggs is under CC-BY licence.
Remember, the kidney works because the nephron is a loop to create a concentration
gradient in medullary space to drive the movement of water and ions for reabsorption.
Keep in mind moving forward that the countercurrent theory and the osmotic gradient
in the medullary space are essential to understanding the effects of antidiuretic hormone on the distal tubule and collecting duct, which is a major topic in this unit.
Osmotic Gradient in the Medullary Space
The countercurrent multiplication theory, as discussed above, is the process of using
energy to generate an osmotic gradient in the medullary space that drives reabsorption
of water and solutes from the fluid in the tubule of the nephron into the blood. The
loops of Henle in juxtamedullary nephrons are largely responsible for developing the osmotic gradients that are needed to concentrate urine. The following diagrams show
how sodium and water move out of the loop of Henle and collecting duct based on concentrations gradients then move into the blood in the vasa recta for reabsorption. So,
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this shows how the osmotic gradient in the medullary space drives reabsorption in the
kidney.
Figure 9. The osmotic drives the reabsorption of solutes and water in a
juxtamedullary nephron.
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Figure 10. Reabsorbing sodium and water that was moved from the loop of
Henle to the ISS into the blood in the vasa recta.
Now that you have learned about the countercurrent multiplier system and some of the
hormones affecting osmoregulation, try these questions to test your knowledge and
understanding!
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Completa las palabras que faltan
En términos de regulación del nervio simpático, cuando la frecuencia del potencial de acción aumenta,
se contrae, lo que resulta en
filtración.
Durante el sueño o la relajación, la presión arterial disminuye. Durante el ejercicio, la presión arterial
aumenta. Sin embargo, la
La frecuencia renal apenas varía durante el sueño o el ejercicio.
Esto se debe principalmente a la
mecanismo incluye la
mecanismos que operan sin influencia externa. Este
mecanismo y el
mecanismo de retroalimentación.
 Controlar

Reutilizar Empotrar
Testing Your Knowledge
Thinking Beyond:
What would happen to the osmolarity of the filtrate with a decreased amount of
antidiuretic hormone? Hint: Think about how ADH affects the permeability of the
nephron!
Regulation of Reabsorption
The reabsorption of substances can be regulated at several locations along the nephron:
the proximal tubule, the thick ascending limb of the Loop of Henle, the distal tubule,
and the collecting duct. These mechanisms of regulation include both neural and hormonal regulation.
Neural Regulation
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Direct sympathetic nervous system innervation along the entire tube of the nephron
will increase sodium reabsorption. This increase in sodium in the blood will draw water
to follow, therefore there will also be an increase in water reabsorption.
Hormonal Regulation
These hormones are introduced here but will be discussed in much more detail in the
“Hormonal Regulation” section. Refer to this section if you want to further your understanding of the mechanisms behind the regulation involving these hormones. The following hormones have powerful control over increasing or decreasing the reabsorption of
solutes along the tube of the nephron. Note that some of these hormones were discussed above.
Angiotensin II (AII) increases sodium reabsorption which will increase water reabsorption in the proximal tubule.
Atrial natriuretic peptide (ANP) decreases sodium reabsorption which will decrease
water reabsorption in the proximal tubule, distal tubule, and collecting duct.
Aldosterone (ALDO) increases the number of symporters on the luminal side of the
tubule and Na+/K+ ATPases on the ISS side which will increase sodium reabsorption
and therefore increase water reabsorption in the thick ascending limb of the loop of
Henle, distal tubule, and collecting duct.
Antidiuretic hormone (ADH) increases the number of aquaporins on the luminal
side of the tubule and the ISS side; which will increase water permeability, increasing the movement of water from the lumen to the ISS in both the distal tubule and
collecting duct.
Recall that both the distal tubule and collecting duct are impermeable to water thus,
reabsorption is highly dependent on the presence of hormones such as ADH. Without
ADH, little sodium or water can be reabsorbed. The presence of ADH increases reabsorption retains water in the body and prevents the production of dilute urine.
Testing Your Knowledge
Clinical Application:
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The importance of the kidneys in maintaining body fluid composition is clear
when we consider the impact on the body when our kidneys start to fail. Diabetes insipidus is a rare disorder that causes you to feel very thirsty (despite drinking a lot), and to produce large amounts of dilute urine. The absence of which
of the hormones discussed above would cause this?Hint: consider which hormone, whether increasing or decreasing, has a major influence on the reabsorption of water in the kidney.
For more information read about diabetes insipidus to help with this question.
Key Takeaways
Consider the following concepts to help guide your studies:
At what locations in the nephron reabsorption and secretion occur.
The permeability of each section in the nephron.
The ramifications of hormones secreted by the body on the reabsorption
and secretion of substances in the nephron.
Sub-chapter Quiz
The questions below can be used to assess your knowledge within this chapter. There
are five multiple-choice questions that you should attempt without referring to your notes. The questions will provide you with responses to your answers to guide your studying but should not be used as your only resource.
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1. 25.6 Tubular Reabsorption - Anatomy and Physiology. OpenStax. (2013, April 25). ↵
2. Animales en situaciones extremas: El entorno desértico . OpenLearn. (2012). ↵
3. Zacchia M, Capolongo G, Rinaldi L, Capasso G. La importancia de la rama ascendente gruesa del asa de Henle en la fisiología y fisiopatología renal. Int J Nephrol
Renovasc Dis . 2018;11:81-92 ↵
4. Zacchia M, Capolongo G, Rinaldi L, Capasso G. La importancia de la rama ascendente gruesa del asa de Henle en la fisiología y fisiopatología renal. Int J Nephrol
Renovasc Dis . 2018;11:81-92 ↵
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