FISIOLOGÍA RENAL

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

Graciela Cerrón H

MECANISMO DE FILTRACION Y SECRECION RENAL

• Estructura microscópica del riñón: el riñón está formado aproximadamente por un millón de nefronas. La nefrona es la unidad funcional del riñón, está formada por el glomérulo de Malpighi o corpúsculo renal y por unos túbulos que se clasifican en; túbulo contorneado proximal, asa de Hemle, túbulo contorneado distal, y túbulo colector.

MECANISMO DE FILTRACIÓN, REABSORCIÓN Y SECRECIÓN

• El riñón mantiene el equilibrio hídrico del organismo a través de un mecanismo llamado filtración.

• La unidad estructural y funcional del riñón es la nefrona, a través de la cual pasan el agua, las sales y los productos de desecho de la sangre. La mayor parte del agua y de las sales son reabsorbidas y el resto es excretado como orina.

La Filtración• La filtración es un proceso que permite el paso

del liquido desde el glomérulo hacia la cápsula de Bowman por la diferencia de presión sanguínea que hay entre ambas zonas, la presión del glomérulo es mayor a la de la capsula de Bowman.

• El liquido que ingresa en el glomérulo o filtrado glomerular, tiene una composición química similar al plasma solo que no tiene proteínas o se encuentra en un porcentaje mas bajo (0.03%)

Factores Que Influyen En La Filtración Glomerular

1. Flujo sanguíneo 2. Efecto de las arteriolas aferentes y eferentes.

1. Flujo sanguíneoEl aumento del flujo sanguíneo a través de los

nefrones incrementa la presión dentro del glomérulo, aumentando el volumen de filtrado glomerular. El 20% del plasma se filtra lo que contribuye una mayor concentración de proteínas plasmáticas y un alza de la presión coloidosmotica del plasma.

• Efecto de la arteriola aferente sobre la filtración La contracción de la arteriola aferente disminuye el

flujo sanguíneo hacia el glomérulo lo que determina una menor presión intraglomerular y descenso en el volumen del filtrado. Por el contrario una dilatación de la arteriola aferente aumenta el flujo sanguíneo con lo cual se incremente la presión de filtración y el volumen de filtrado del glomérulo.

• Efecto de la arteriola eferente sobre la filtración Una contracción de la arteriola eferente evita la salida

normal de sangre desde el glomérulo, lo que ocasiona un aumento de la presión en el interior del glomérulo y un mayor volumen de filtrado. Concentración de proteínas plasmáticas. Cuando ocurre esto la presión coloidosmotica del plasma aumenta y la filtración disminuye.

FILTRACION GLOMERULAR Entre las principales funciones que realiza el riñón, para

contribuir a mantener el equilibrio del organismo, es sin duda la filtración glomerular. Grandes cantidades de ultrafiltrado libre de proteínas, son elaborados diariamente en los glomérulos. El ultrafiltrado glomerular que en el ser humano representa 180 litros/día, corresponde a un volumen cuatro veces mayor al volumen hídrico total del organismo, más de diez veces el volumen del líquido extracelular y cien a doscientas veces la cantidad de agua ingerida diariamente. El hecho de que esta enorme cantidad de líquido circule diariamente a través del capilar glomerular y penetre en el túbulo proximal implica varias condiciones relacionadas con el proceso de filtración glomerular.

• El sistema de filtración debe ser adaptado de modo especial para permitir la formación de esos volúmenes, ya sea disponiendo de un gran número de unidades de filtración, de una elevada presión de filtración, o de una membrana altamente permeable al agua.

• El proceso de filtración glomerular debe ser meticulosamente regulado para evitar cambios bruscos en el volumen extracelular y en el volumen total del organismo.

• El proceso de filtración debe funcionar coordinadamente con el mecanismo de reabsorción tubular, para que no se pase de una capacidad límite de reabsorción.

• La filtración glomerular se produce por la interacción de diferentes fuerzas físicas. El volumen de filtración glomerular está determinado, por una parte, por la diferencia entre la presión hidrostática y coloidosmótica transcapilares, y, por otra parte el coeficiente de ultrafiltración.

• La presión hidrostática transcapilar es la diferencia entre la presión hidrostática en el interior del capilar glomerular y la que existe en el espacio de Bowman, diferencia que favorece el proceso de filtración glomerular. La presión coloidosmótica transcapilar es la diferencia que existe entre la presión coloidosmótica en el capilar glomerular, menos la presión coloidosmótica que existe en el espacio de Bowman, diferencia que tiende a oponerse a la filtración glomerular. La presión neta de filtración (Puf) puede expresarse en la siguiente fórmula:

Puf = (Pcg - Peb) - ncg

• (Pcg = presión hidrostática capilar glomerular; Peb = Presión espacio de Bowman; ncg = Presión coloidosmótica capilar glomerular)

• El volumen de la filtración glomerular depende de los flujos sanguíneo y plasmático renales. Pero a pesar de ello el FPR y la FG se mantienen constantes gracias a los mecanismos de autorregulación para los valores de presión arterial media situados entre 80 y 180 mm de Hg. Por debajo de 80 mm de Hg. el FPR y la FG disminuyen en forma proporcional, por debajo de 50 mm no hay filtración glomerular

• La filtración glomerular puede ser modificada por la acción de numerosas sustancias vasoactivas. La angiotensina II ocasiona una disminución de la FG asociada a un descenso del flujo plasmático renal por vasoconstricción. La noradrenalina también otro vasoconstrictor que provoca disminución del FPR, su efecto sobre la FG es menos significativa. Las prostaglandinas (PGE1) y otros vasodilatadores renales (acetilcolina, bradicinina) ocasionan un incremento del FPR, pero su influencia sobre la FG es poco importante.

• En el hombre el filtrado glomerular es alrederor de 120 ml/min. La FG disminuye por los siguientes motivos a) disminución de la presión hidrostática intracapilar (hipotensión). b) el aumento de la presión coloidosmótica del plasma (deshidratación), c) aumento de la presión en el espacio de Bowman (obstrucción urinaria) d) disminución del flujo sanguíneo renal (insuficiencia cardíaca), e) disiminución del coheficiente de ultrafiltración (enfermedad renal intriseca).

FUNCION TUBULAR• Normalmente de los 600 ml de plasma que fluyen

por los riñones en un minuto, se filtran 120 ml, este ultrafiltrado llega al túbulo contorneado proximal, asa de Henle, túbulo contorneado distal y tubo colector, en todo ese recorrido sufre una serie de modificaciones en su composición, hasta la formación de orina final, para ello se vale de mecanismos de transporte iónico de reabsorción tubular, secreción y excreción tubular, estos movimientos iónicos pueden ser activos o pasivos.

• Conforme el filtrado glomerular circula a lo largo del túbulo renal la mayor parte del agua y de los solutos sufren de un proceso de reabsorción desde la luz tubular hacia los capilares peritubulares. Esta reabsorción se caracteriza por ser cuantitativamente elevada, asi el agua se filtra en el glomérulo en el lapso de 24 horas, la cantidad de 180 litros, reaborbiéndose en los túbulos 178.5 litros, eliminándose con la orina aproximadamente 1.5 litros. Otras sustancias como la glucosa, aminoácidos son reabsorbidos casi totalmente, la urea se reabsorbe solo parcialmente, eliminándose con la orina en cantidades variables.

• La mayor parte de los iones existentes en el filtrado glomerular como el sodio,cloro,potasio, fósforo y magnesio se reabsorben casi completamente, sobre todo para mantener constante la composición química del medio interno. Otra función importante que realiza a nivel de los túbulos renales, es la secreción tubular, constituye la vía de eliminación de difersas sustancias extrañas al organismo. La reabsorción de agua y de los solutos así como la secreción en los diferentes segmentos del túbulo se realizan en forma activa o pasiva. El transporte activo determina un consumo de energía, ello implica siempre consumo de oxígeno, producción de CO2 y liberación de lactato, la energía proviene del metabolismo celular y es utilizada por las bombas de transporte. Las bombas son del tipo ATPasa que utiliza la energía desprendida de la hidrólisis de transformación de ATP a ADP. La energía se utiliza para el transporte de los solutos como el Na+; Ca++; o el H+ fuera de la célula (Bombas Na+K+ - ATPasa, Ca++ -ATPasa e H+ - ATPasa) Algunas sustancias como la glucosa, para que se realice la reabsorción requiere de mecanismos de trasnporte tubular (capacidad de transporte máximo), que fluctúa entre 300 a 375 mg/min

• En condiciones normales, toda la glucosa fiiltrada es reabsorbida y no aparece en la orina. Si la concentración de glucosa en la sangre aumenta (diabetes) por encima de un nivel critico (umbral), la capacidad filtrada sobrepasa la máxima capacidad de reabsorción tubular y la glucosa aparece en la orina. El transporte tubular pasivo se realiza gracias a un gradiente ya sea de concentración o electroquímico, ello no requiere consumo de energía.

• El agua sigue en forma pasiva a los solutos reabsorbidos, primero hacia el interior de la célula y luego hacia el capilar peritubular, gracias al gradiente de presión osmótica que genera el transporte de los solutos. El cloro se reabsorbe en forma pasiva debido a un gradiente eléctrico. Por su parte la urea es reabsorbida parcialmente en base a mecanismos pasivos, conforme el agua se reasborbe aumenta la concentración de urea en la luz tubular, lo que determina un aumento del gradiente de concentración, que favorece la difusión de la urea hacia el interior de la célula.

TUBULO PROXIMAL.• En el túbulo contorneado proximal se realiza la regulación del

equilibrio ácido-base, a este nivel se reabsorbe casi en su totalidad el bicarbonato, tomando en cuenta que en 24 horas de filtran aproximadamente 5.000 mEq y se eliminan solamente 1 - 2 mEq, en realidad no se trata de un proceso de reabsorción, ya que los iones de bicarbonato del fluído tubular, no atraviezan la barrera celular, por el contrario el bicarbonato se comporta como un ión no reabsorbible, aquí juega un papel importante la anhidrasa carbónica, en este mecanismo de "pseudorreaborción" en las células tubulares, por su acción catalizadora acelera la formación de ácido carbónico a partir del anhídrido carbónico y agua según la siguiente ecuación:

CO2 + H2O =ac CO3H- + H+

• En el túbulo proximal se reabsorbe aproximadamente alrededor del 50 al 60% del filtrado glomerular, el sodio y el agua son reabsorbidos en proporciones isosmóticas, en vista de ello la osmolaridad del líquido tubular se mantiene semejante a la del plasma durante todo su recorrido.

ASA DE HENLE• El asa de Henle presenta un configuración muy

similar a una horquilla, se halla formada por una rama delgada descendente, de una rama delgada ascendente y de una rama gruesa ascendente. Fisiológicamente el asa de Henle reabsorbe aproximadamente un 25% del sodio y cloro filtrados y alrededor de un 15% de agua que ha sido filtrada. El líquido que llega al asa de Henle es isotónico con el plasma, tiene una osmolaridad de 285 mOsm/l. el que sale forzosamente será hipotónico (150 mOsm/l.)

• Este pasaje de sodio al tejido intersticial determina una hipertonicidad, que será muy importante para que el riñón pueda concentrar o diluir la orina y mantener el balance hídrico del organismo. Esa hipertonicidad del líquido intersticial del riñón se incrementa conforme el asa de Henle penetra en la zona medular, alcanzando hasta su máximo de 1.200 mOsm/kg a nivel de la papila renal

MECANISMO MULTIPLICADOR DE CONTRACORRIENTE

• Uno de los mecanismos más importantes del riñón, consiste en la formación de una orina concentrada, cuya característica principal es que la osmolaridad exceda a la del plasma, normalmente una orina puede sufrir un proceso de concentración hasta cuatro veces, con una osmolaridad de 1.200 mOms/lt, ello se realiza mediante la rebsorción del agua y el mecanismo multiplicador de contracorriente, este se lleva a cabo gracias a la disposición anatómica que tiene el asa de Henle, la proximidad de sus dos ramas favorece el movimiento del sodio; el principio físico que explica este mecanismo se halla basado en las experiencias realizadas por WRS, HRGITAY y KUHN, que utilizaron tubos arquados en forma de orquilla, cuyas ramas se hallan separads por una membrana semipermeable

• La rama descendente del asa es muy permeable al agua, poco permeable a la urea y totalmente impermeable al sodio. Por su parte la rama ascendente es muy permeable al sodio, poco permeable a la urea, e impermeable al agua. El líquido isotónico que proviene del túbulo proximal, conforme recorre la rama descendente se vuelve hipertónico, debido a la salida de agua hacia el tejido intersticial, alcanzando una osmolaridad de 1.200 mOsm. Este líquido que circula por la rama ascendente del asa de Henle pierde esa hipertonicidad, debida a la salida del sodio hacia el intersticio renal. Esa salida del sodio no se acompaña de agua. El sodio que ha salido de la rama descendente determina aumento de la osmolaridad en el intersticio, y como la rama descendente del asa de Henle no permite la salida del sodio, pero sí su entrada desde el intersticio, la osmolaridad de éste aumenta. En cambio el agua pasa de una rama descendente del asa de Henle hacia el intersticio y de éste a la rama ascendente. La disposición anatómica entre ambas ramas permite el pasaje de los solutos a contracorriente desde la rama ascendente al intersticio, y de éste a la rama descendente, este efecto se multiplica a medida que se profundiza en la zona medular.

TUBULO DISTAL• En el túbulo distal se produce la reabsorción del

sodio y cloro, que no ha sido reabsorbido en el túbulo proximal, ello representa aproximadamente el 9% del sodio filtrado. La reabsorción es de tipo activa, mediada por la acción de la bomba de Na+K+ -ATPasa. La reabsorción del cloro es de tipo pasiva, favorecida por la gradiente de potencial eléctrico.

• La secreción de H+ en el túbulo distal es activa, condicionada por la presencia de una bomba en la membrana celular, la excreción del H+ está potenciada por la aldosterona. Referente a la secreción del potasio es de tipo pasivo y se halla regulado por el elevado contenido intracelular de K+

HORMONA ANTIDIURÉTICA• La hormona antidiurética (ADH), o arginina

vasopresina (AVP), es una hormona liberada principalmente en respuesta a cambios en la osmolaridad sérica o en el volumen sanguíneo. También conocida como argipresina. Hace que los riñones conserven agua mediante la concentración de orina y la reducción de su volumen, estimulando la reabsorción de agua. Recibe su nombre de esta importante función como regulador homeostásico de fluidos. También tiene funciones en el cerebro y en los vasos sanguíneos.

Funciones Actúa en los tubos colectores renales. Provoca un aumento

de la reabsorción de agua (mayor expresión de canales de acuaporina en membranas). Este aumento de la reabsorción provocará:

• Disminución de la osmolaridad plasmática, • Aumento del volumen sanguíneo, retorno venoso, volumen

latido y por consecuencia aumento del gasto cardíaco (GC). La hormona vasopresina promueve la retención de agua

desde los riñones. Así pues, altas concentraciones de vasopresina provocan una mayor retención renal de agua, y se excretaría la cantidad justa para eliminar los productos de desecho. Es por esto que durante una deshidratación los niveles de vasopresina están altos: para así evitar perder más agua.

• Actúa sobre el músculo liso vascular provocando una vasoconstricción (via IP3) y por ello un aumento de la resistencia vascular periférica (RVP).

• Cuando se administra la vasopresina intracerebralmente se altera la presión sanguínea y actúa como agente antipirético y analgésico.

El consumo de alcohol hace que esta hormona se inhiba y no se produzca la reabsorción del agua. Esta agua es desechada por la orina, razón por la cual se acude tanto al servicio cuando se bebe alcohol

GRACIAS