Modelo 2D-axisimétrico de segmento proximal de nefrón humano promedio: Resultados indicativos de los procesos de difusión, convección y absorción

JORDÁN F. INSFRÁN; JOSÉ DI PAOLO; SEBASTIÁN UBAL

Concordia

Jornada; 6tas Jornadas de Difusión de Proyectos de Investigación, Extensión y Actividades Académicas de la UNER; 2015

Universidad Nacional de Entre Ríos

Se presenta un modelo simplificado del túbulo contorneado proximal de nefrón humano promedio en configuración 2D-axisimétrica el cual combina un modelo bidimensional para modelar el fluido intratubular y dos modelos cero dimensionales para modelar el epitelio de la pared tubular recubierto por un fluido peritubular, estos últimos de características conocidas. El radio tubular varía punto a punto con la diferencia de presión transepitelial. El presente modelo considera la física de los fenómenos difusivos involucrados para un total de 15 solutos luminales e intercelulares, 16 solutos peritubulares y 18 solutos intracelulares típicamente presentes en tales compartimentos. En el domino luminal se resuelven las ecuaciones de Navier-Stokes y Nernst-Planck considerando el principio de electroneutralidad para calcular presiones, perfiles de velocidad y concentración, flujos transmembrana y la deformación tubular. En los restantes dominios se resuelven los flujos transmembrana. Los cálculos se realizan mediante el método de los elementos finitos. Se observa concordancia de los resultados calculados con aquellos de otros autores para modelos clásicos que no consideran los flujos difusivos ni los detalles de los perfiles de concentración, presión y velocidad. El presente modelo constituye un primer acercamiento a un modelo de comparación lo suficientemente abarcativo para el diseño de microdispositivos tendientes a complementar e imitar las funciones de las complejas estructuras renales.