Nuevos conceptos sobre el transporte de urea por difusión facilitada

Elsa Zotta (1) y Nesmo Levy Yeyati (2)
Departamento de Fisiología y Biofísica. Facultad de Medicina.Universidad de Buenos Aires.
(1) Jefe de Trabajos Prácticos; (2) Profesor Consulto.
Revista de nefrología, diálisis y trasplante volumen 27 - nº 2 - 2007

RESUMEN
El producto final del metabolismo de las proteínas genera varios productos de desecho. Teniendo en cuenta la proporción de proteínas que contiene una dieta balanceada en relación a los otros nutrientes y minerales, la urea representa el 40–50% de todos los solutos urinarios. La urea es fundamental para la conservación del agua corporal debido a su importante aporte en la médula renal interna en la producción de una orina concentrada Sin embargo, el tiempo de tránsito del fluido tubular a través del conducto colector o por los eritrocitos a través de la vasa recta no es suficiente para que la urea alcance un equilibrio por difusión simple o por transporte paracelular. Entonces, ambos, el túbulo colector medular interno (TCMI) y los eritrocitos necesitan un transporte facilitado para urea que realice un movimiento rápido de la misma, suficiente para producir una orina concentrada. En los últimos 12 años, al menos 7 transportadores de urea (UT) han sido clonados, 5 de los cuales están expresados en el riñón. Existen 2 diferentes subfamilias de proteínas transportadoras para urea: UT-A y UT-B. Con respecto al UT-A hasta el presente se han descriptas 6 isoformas. UT-A1 expresado en la membrana apical del TCMI. UT-A2 en cambio, se expresa en asa delgada descendente de Henle y está involucrado en el reciclado de la urea en médula externa. Ambas isoformas son similares, ya que UT-A2 es básicamente la mitad del carboxilo terminal del UT-A1. UT-A3, se expresa en la membrana basal del TCMI y junto con UT-A1 reabsorben urea desde la luz tubular. Es
básicamente el extremo amino terminal del UT-A1 UTA4 es mas pequeño que UT-A1 y básicamente consiste en un cuarto del extremo amino terminal con un cuarto del extremo carboxilo terminal de UT-A1 Está expresado en médula renal externa, aunque la exacta localización tubular aun es desconocida UT-A5 ha sido clonado solamente de ratón y esta expresado en testículo. Es el miembro mas corto de la familia UT-A y comparte el 100% homología con el extremo carboxilo terminal del UT-A3 de ratón. UT-A6 ha sido identificado en mucosa colónica En ratas se han identificado dos secuencias de UT-B: UTB1 y UT-B2 que difieren solo en unos pocos nucleótidos. Hasta el presente no está en claro si se corresponden a dos isoformas diferentes, sin embargo, el ARNm de ambos se encuentra presente en riñón en células endoteliales no fenestradas de la vasa recta descendente y en una gran variedad de órganos UT-B transporta urea y también funciona como un canal para el pasaje de agua. UT-A presenta mecanismos rápidos de regulación como la vasopresina, la hiperosmolaridad y la angiotensina. Los mecanismos de regulación a largo plazo también involucran a la vasopresina, además del litio, glucocorticoides y ciertas patologías como la diabetes mellitas, la expansión de volumen y la insuficiencia renal También se ha descripto un transporte activo de urea: un contra transporte sodio-urea secretor en la membrana apical del TCMI3, Esta secreción activa es completamente abolida con dietas hipoproteicas. hipercalcemia o tratamientos con furosemida. Un cotransporte sodio-urea reabsortivo localizado en membrana apical de TCMI1 y un contratransporte sodio-urea también reabsortivo en la membrana basolateral del TCMI1 se han encontrado en casos de dieta hipoproteica. Estos mecanismos aún no han sido clonados. En los últimos años se ha dado un gran impulso al conocimiento de los UT y sus posibles mecanismos de regulación. Un número importante de trabajos se refieren a la importancia de la expresión de UT en médula renal en condiciones fisiológicas y fisiopatológicas. Es posible que con el paso del tiempo se conozcan mecanismos aberrantes que modulen su expresión y que posiblemente se encuentren involucrados en procesos patológicos o como resultado de tratamientos farmacológicos.

Artículo en español (PDF)

Mecanismos de Acidificación Urinaria y sus trastormos

Artículo publicado en la revista de la sociedad española de nefrología que repasa lo mecanismos de acidificación urinaria y las acidosis tubulares renales (ATR).

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REVISIÓN: Modulación de la expresión de genes de incretinas mediada por nutrientes

Nutrición Hospitalaria

versión impresa ISSN 0212-1611

Nutr. Hosp. vol.27 no.1 Madrid ene.-feb. 2012

R. Martínez-Rodríguez and A. Gil

Departament of Biochemistry and Molecular Biology II. Institute of Nutrition and Food Technology. Centre of Biomedical Research. University of Granada. Granada. Spain

Las incretinas son una serie de hormonas que tras una ingesta de alimentos son secretadas y liberadas al torrente sanguíneo por células enteroendocrinas del intestino, llegando al páncreas, donde producen un efecto potenciador en la liberación de insulina. El objetivo de este trabajo ha sido realizar una revisión sistemática de la modulación de la expresión génica de las incretinas mediada por nutrientes utilizando ecuaciones específicas de búsqueda en la base de datos PubMed. Las dos incretinas más relevantes son el péptido análogo al glucagón 1 (GLP-1) y el péptido insulinotrópico dependiente de glucosa (GIP), que provienen de los precursores proglucagón y proGIP, respectivamente. GLP-1 es mayoritariamente sintetizado y secretado por las células L del íleon y del colon, a diferencia de GIP que lo hace por las células K de duodeno y yeyuno proximal. Se ha demostrado que la ruta canónica de señalización Wnt está estrechamente relacionada con la producción de estas hormonas, ya que el factor de transcripción TCF7L2 influye en la expresión génica de proglucagón y proGIP en células enteroendocrinas L y K. Por otra parte, se ha demostrado que la ruta biosintética de las hexosaminas es capaz de glicosilar la β-catenina, componente fundamental de la señalización canónica Wnt, lo que interfiere en la fosforilación de esta proteína, impidiendo así su degradación en el proteasoma. El aumento de la concentración de glucosa incrementa la ruta de las hexosaminas y de esta manera la glicosilación de la β-catenina. Esto produce una acumulación de esta proteína en el citoplasma celular y permite su entrada al núcleo, donde ejerce su acción al unirse a una serie de moléculas y factores de transcripción, permitiendo de este modo que se expresen los genes diana, entre los que se encuentran los de las hormonas incretinas. También hay evidencias de que la glucosa, a través de la ruta de las hexosaminas, es capaz de inducir la activación autocrina de la ruta de señalización Wnt estimulando la secreción de proteínas Wnt.

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Rol de Klotho y FGF23 en la regulación del fosfato y calcio plasmático (artículo en español)

Abstract

Recently, two proteins have been discovered, named Klotho and FGF23, which are involved in
several physiologic phenomena. One of the most relevant is the reduction of phosphatemia and
the increase of phosphaturia. This effect is mainly caused by the activation of the membrane
receptor FGFR1 by a joined action of Klotho and FGF23 (called Klotho/FGF23 pathway). It has
been proved that Klotho/FGF23 suppresses production and secretion of parathyroid hormone
(PTH) in parathyroid gland, reduces active vitamin D levels by inhibition of 1α-hydroxylase
synthesis and increased expression of 24-hydroxylase in the kidney. It is also described that
FGF23 expression is promoted by active vitamin D and plasmatic phosphate. Because of that, it
has been proposed the existence of a bone-kidney-parathyroid endocrine axis, which regulates
serum phosphate levels. Although it has not been studied yet, it is likely that Klotho and FGF23
also have a role in regulation of serum calcium levels, due to the effects of Klotho/FGF23 over key
calcium regulators. The discovery of Klotho/FGF23 axis has expanded our knowledge concerning
the endocrine mechanisms of the calcium-phosphate metabolism, and it might also help in the
development of new clinical approaches and treatments of calcium and phosphate disorders.


Link a artículo en español:
http://www.captura.uchile.cl/bitstream/handle/2250/14070/rol_del_klotho.pdf?sequence=1

El manejo de la urea y su mecanismo de adaptación durante la enfermedad renal

Artículo publicado en el 2009, donde se revisa el manejo renal de la urea y los mecanismo de adaptación puestos en funcionamiento por la nefrona remanente en la progresión a la Insuficiencia renal crónica.

http://renal.org.ar/imagenes/revistas_anteriores/revista_29_1.pdf  (página 35)

Ciclo del Amonio

La mayoría del ión amonio (NH₄⁺) excretado en la orina deriva del metabolismo de la glutamina en el túbulo contorneado proximal (TCP), donde la producción de ión amonio esta regulada por la actividad de la glutaminasa y de la fosfoenolpiruvato carboxilasa. La acidosis crónica activa ambas enzimas, y aumenta la síntesis de sus respectivos ARN_m.

El ión amonio es secretado en el túbulo proximal a través de su membrana apical, esta ocurre por sustitución del H⁺ por NH₄⁺ en el contra-transportador Na⁺/H⁺. En el segmento S₃ del túbulo proximal, la secreción de NH₃ se encuentra favorecida por la acidosis luminar producto de la ausencia de AC luminar (a diferencia de S₁ y S₂), donde al unirse al H⁺ sufre el atrapamiento iónico.

La reabsorción de agua en el asa delgada descendente alcaliniza el fluido tubular (por concentración de HCO₃^-) que favorece la salida de amoníaco (NH₃) hacia el intersticio y el túbulo proximal mediante difusión no iónica.

En el asa ascendente gruesa, el NH₄⁺ es reabsorbido por sustitución del K⁺ por NH₄⁺ en el cotransportador Na⁺-K⁺-2Cl^-. Este sale por la membrana basolateral utilizando un canal altamente selectivo del K⁺ (ROMK-2).

El amoníaco re-entra en la porción recta del túbulo proximal desde el intersticio, permitiendo que se lleve a cabo la multiplicación por  contracorriente, alcanzándose altas concentraciones medulares de  NH₄⁺ y NH₃, siendo mayores que en corteza y en el tubo colector medular.

El ión amonio es secretado desde el intersticio medular al tubo colector medular, este entra en la célula por competición con K⁺ por la bomba sodio/potasio-atpasa y sale de esta hacia la luz por un mecanismo combinado de difusión del amoniaco y secreción activa de H⁺ (H⁺-ATPasa y H⁺, K⁺-ATPasa), dando por resultado altas concentraciones de ión amonio en la orina.

Bibliografía

T. DuBose Jr, M.Cogan, F. Rector. The kidney of Brenner. Ed.1996. ch 22pp929-977.

El FGF23 en la insuficiencia renal crónica y el postrasplante renal

Articulo publicado en la revista de la sociedad Española de nefrología en formato de revisión.

http://www.revistanefrologia.com/revistas/P1-E14/P1-E14-S126-A170.pdf