A)La orina se forma a partir de la filtración de la sangre en los riñones, pero si se compara la composición del plasma con la de una muestra promedio de orina, se observa una gran diferencia: los productos de desecho se concentran y se eliminan en la orina, mientras que el agua, electrólitos y metabolitos necesarios para el organismo son conservados. Esto se produce gracias a procesos de reabsorción y secreción que ocurren en las células de los túbulos renales.

Unos dos tercios (2/3) del líquido filtrado en el glomérulo se reabsorben en el túbulo contorneado proximal (TCP), debido a la gran capacidad de absorción de Na y Cl. Esta reabsorción no sólo tiene un papel importante en el metabolismo del agua, sino que también el transporte de sodio, está acoplado al movimiento de glucosa, aminoácidos, potasio y otras sustancias a través del epitelio.

Las células de los túbulos, poseen una gran variedad de transportadores distribuidos en sus membrarnas plasmáticas, ya que son muy pocas las sustancias que pasan por difusión simple a través de la bicapa. Para que el mecanismo de formación de la orina pueda funcionar es necesario que los transportadores se ubiquen en dominios definidos de la membrana plasmática: algunos están confinados a la región apical (en comunicación con la orina en formación) y otros a la región basolateral ( en comunicación con la sangre). (Fig.1)

El sodio difunde pasivamente de la luz del túbulo al interior de las células epiteliales del mismo, siguiendo un gradiente de concentración y eléctrico, y es bombeado activamente desde ellas, al espacio intercelular (intesticial), por la Bomba de Na - K que se ubica en la región basolateral de la membrana. Esto crea un medio local discretamente hiperosmótico en los espacios y, el agua y el Cl se mueven pasivamente hacia él desde las células y de allí, a la sangre. La difusión facilitada puede ocurrir a través de canales iónicos o de permeasas, los cuáles son estructuras formadas por proteínas transmembranosas.

Además, la composición de la orina, su pH y la diuresis (volumen de orina eliminado en 24 horas) puede ser regulado por diferentes hormonas según las necesidades del organismo.

• Por ejemplo: Si el organismo pierde gran cantidad de agua y sufre una hemoconcentración , la glándula hipófisis responde secretando hormona antidiurética (ADH). Al llegar al riñón esta hormona hace que la reabsorción de agua sea mayor, minimizando así su pérdida en la orina. Las células de la porción distal de la nefrona poseen en el citoplasma, justo debajo de la región apical (luminal) de la membrana plasmática, una red de vesículas con canales para agua. Ante el estímulo de la ADH, se fusionan con la membrana, lo que aumenta la permeabilidad al agua y ésta pasa a la sangre.

• Por el contrario, existen diversos fármacos que se usan como diuréticos, que actúan impidiendo la reabsorción de sodio y cloruro, por inhibición de los transportadores, en consecuencia aumenta la eliminación de estos iones y de agua.

B) El conocimiento sobre la ósmosis y la absorción intestinal de la glucosa sirvió como base para idear un tratamiento sencillo que ha salvado millones de vidas, en particular en los países menos desarrollados.

En estas naciones, la diarrea ocasionada por el cólera y otros agentes patógenos intestinales es una importante causa de muerte en niños y adultos. La cura exige no sólo la destrucción de las bacterias con antibióticos, sino también la rehidratación, o sea la reposición del agua que se pierde desde la sangre y otros tejidos.

Beber agua no ayuda, porque ésta se elimina del tubo digestivo inmediatamente entra. Para poder comprender el sencillo tratamiento que se usa, recuérdese que en la absorción de glucosa por el intestino delgado interviene el movimiento coordinado de sodio (Na+) y ninguno se puede transportar sin el otro. El movimiento de NaCl y glucosa desde la luz intestinal hacia la sangre, a través de las células epiteliales, genera un gradiente osmótico transepitelial que compele el movimiento de agua desde la luz del intestino hacia el torrente circulatorio.

Así la administración a los pacientes afectados de una solución de azúcar y sal, pero no azúcar o sal solas, produce el flujo masivo de agua desde la luz intestinal hacia la sangre y lleva a la rehidratación.