TEMA 14: CIRCULACIÓN RENAL. FILTRACIÓN GLOMERULAREn términos generales el aparato excretor está compuesto por dos riñones, que se hallan prácticamente debajo de la parrilla costal, al fondo de la cavidad abdominal, por fuera del peritoneo. Están vascularizados por las arterias renales y del hilio renal sale el uréter a cada lado que llegará a la vejiga, donde se acumulará la orina transitoriamente, hasta liberarse por la uretra.

En los riñones la patología más frecuente se da por los cálculos renales, cólico nefrítico o problemas relacionados con la vejiga como el carcinoma de vejiga o de próstata.

Reciben aproximadamente un 25% del gasto cardíaco.

Funciones renales

1. Depuración plasmática de sustancias tóxicas o de desecho del organismo. 2. Excreción urinaria: Elimina estas sustancias por la orina y van al exterior. Para ello

utilizan grandes cantidades de líquido (180 L/día).3. Elevado trabajo metabólico: Para ejercer este trabajo necesitan de un metabolismo

activo puesto que necesitan bombear metabolitos del plasma a la orina y de la orina al plasma.

4. Producción de glucosa: incluido en circunstancias de ayuno.5. Órgano endocrino: produce sustancias que regulan el volumen de líquido,

metabolismo, los electrolitos, la presión arterial, etc.6. Participa en el mantenimiento de las condiciones de excitabilidad, a través de la

regulación de líquido y electrolitos. Es una función fundamental para el mantenimiento de la vida.

7. Regulación ácido-base. Los riñones son los órganos más capaces de mantener el equilibrio ácido-base, sin embargo los pulmones son más potentes pues poco tiempo son capaces de neutralizar una mayor cantidad de H+. Los riñones, por el contrario, mantienen su actividad durante un periodo mayor de tiempo.

Los riñones poseen glándulas suprarrenales en su parte superior en las cuales distinguimos corteza y médula adrenal. Estas glándulas participan en la producción de sustancias muy importantes para el organismo, como los corticoesteroides en la corteza adrenal y la adrenalina en la médula adrenal entre otros.

Un ser humano puede vivir con la función de un solo riñón, por lo que cuando se decide hacer un transplante renal es porque la función renal está prácticamente acabada.

ESTRUCTURA MACROSCÓPICA DEL RIÑÓNLos riñones son órganos dobles que se sitúan en la pared abdominal posterior por detrás del peritoneo, a ambos lados de la columna vertebral.

- Región externa o corteza renal: en ella encontramos un entramado de tubos, donde se produce el trabajo de depuración plasmática. Las asas situadas de forma aparentemente caprichosa supone el mecanismo del riñón para producir la orina. Corresponden a la nefrona.

- Región interna o médula: Se divide en áreas cónicas denominadas pirámides renales. La base de cada pirámide se origina en el límite corticomedular, y el ápex termina en una papila que reposa dentro de un cáliz menor. Los cálices menores recogen la orina de cada papila. Los numerosos cálices menores se expanden en dos o tres bolsas abiertas, los cálices mayores, que a su vez terminan en la pelvis. La pelvis presenta el extremo abierto y extendido del uréter, que lleva la orina de la pelvis renal a la vejiga urinaria.

La corteza y la médula se componen de nefronas (la unidad funcional del riñón) y vasos sanguíneos, linfáticos y nervios.

Nefrona

La unidad funcional del riñón es la nefrona. Las nefronas son tubos huecos formados por una única capa de células. La nefrona se compone de:

- Corpúsculo renal: se compone de los capilares glomerulares y la cápsula de Bowman. - Túbulo proximal: Forma, al inicio, varias curvas a las que sucede un segmento recto

que desciende hasta la médula.- Asa de Henle: curvatura del túbulo recto que pasa a ascender.

o Asa descendente delgada: termina en una horquilla.o Asa ascendente delgada: sólo en las neuronas con largas asas de Henle.o Asa ascendente gruesa.

Casi al terminar el asa ascendente gruesa, la nefrona pasa entre las arteriolas aferente y eferente de la misma nefrona, formando un corto segmento llamado mácula densa.

- Túbulo distal: comienza un poco más allá de la mácula densa y se extiende hasta un punto de la corteza en el que dos o más nefronas se unen para formar el conducto colector cortical.

- Sistema de conductos colectores: dos o más nefronas comunican con un conducto colector. No pertence realmente a la nefrona, si no que es el sitio de evacuación de la orina.

Los conductos colectores drenan en los cálices menores. Estos van a conducir la orina hacia el uréter.

Hay nefronas que tienen un asa corta, que llega a la médula externa y otras que tienen asa larga que llega hasta la médula interna. En humanos, lo más frecuente es que predominen las de asa corta y en un 15-20% las hay de asa larga, cuyo asa de Henle es de gran longitud. Aunque estas sean menos frecuentes, son esencialmente necesarias para generar un gradiente de concentración.

ASPECTOS CIRCULATORIOS DEL RIÑÓNEl flujo sanguíneo a los dos riñones es equivalente a un 25% del gasto cardíaco en los individuos en reposo.

Las ramas de las arterias renales progresivamente forman la arteria interlobar, la arteria arciforme, la arteria interlobular y las arteriolas aferentes que forman los capilares glomerulares.

Los capilares glomerulares se reúnen en la arteriola eferente que conduce a la formación de una red de capilares, los capilares peritubulares, que aportan la sangre a la nefrona.

La arteria arciforme da un ramal al glomérulo y sigue alimentando el túbulo proximal y el distal. Además hay vasos venosos que rodean a las nefronas. Por tanto, vemos como la nefrona está muy rodeada por una amplia red capilar, que nos recuerda en cierto modo a lo que ocurría con el alveolo. Esos capilares son fundamentales pues reabsorben las sustancias que se decide no excretar. Recoge unos 169L diarios. Los vasos que acompañan al asa de Henle se llaman vasos rectos.

En la corteza se hallan prácticamente todos los glomérulos, que se encuentran abrazados por la cápsula Bowman que es el primer segmento de la nefrona que va a recibir plasma para filtrarlo. A continuación tenemos el túbulo contorneado proximal, que termina en el asa de Henle. El asa de Henle está compuesta por una porción descendente delgada, una porción ascendente delgada y una porción ascendente gruesa. La porción ascendente gruesa del asa de Henle se continúa con el túbulo distal. En esa zona, toca con los capilares del glomérulo, formando el aparato yuxtaglomerular.

La circulación en el glomérulo termina con una arteriola aferente en el inicio de la nefrona y otra eferente. La arteriola aferente forma el aparato yuxtaglomerular.

ESTRUCTURA CELULAR DE LA NEFRONAAbrazando al glomérulo se encuentra la cápsula de Bowman, que es donde inicialmente pasa el contenido de filtrado de la sangre hacia el espacio del interior de la nefrona. De ella sale el túbulo contorneado proximal.

Túbulo proximal: Son células cúbicas que en su parte apical (que da a la luz del tubo) tiene numerosas microvellosidades (borde en cepillo) para incrementar la superficie de contacto con la luz de la nefrona (lado urinario de la célula), por donde va a circular lo que se filtre de los glomérulos.

Ramas descendente y ascendente delgadas del asa de Henle: Las células actúan de filtro pasivo. Son células planas, con superficies apicales y basolaterales poco desarrolladas y pocas mitocondrias.

Rama ascendente gruesa: Vuelve a tener células de tipo cúbico, con gran cantidad de mitocondrias, sobre todo en la parte basal. Poseen extensos pliegues hacia el interior en la membrana basolateral.

Túbulo distal: tienen una estructura parecida a las células del asa gruesa.

Conducto colector:

o Células principales: membrana basolateral moderadamente invaginada, y contienen pocas mitocondrias. Desempeñan un papel importante en la reabsorción de NaCl y en la secreción de K+.

o Células intercalares: son células con microvellosidades, cuya superficie está aumentada en la base. Desempeñan un papel importante en la regulación del equilibrio ácidobásico, y presentan una alta densidad de mitocondrias.

Todo el conjunto de la nefrona va a estar constituido por células diferentes por lo que se darán distintas formaciones.

La zona donde se dará un mayor trabajo bioquímico con una mayor consumición de energía metabólica es en el tubo proximal, desde el asa gruesa hacia los túbulos colectores corticales.

Corte histológico

Células principales:

o Tienen un cilio único, que da a la luz tubular, por donde circula la orina. Regula la secreción de K+ hacia la orina. (Túbulo distal y colector).

o Microvilli.

Células intercalares: contribuyen en el equilibrio ácido-base, actuando sobre los radicales ácidos.

o Microvilli más grueso.

CARACTERÍSTICAS DEL GLOMÉRULOCapilares

La pared del capilar está perforada por múltiples fenestraciones (contiene poros) y es libremente permeable al agua, a pequeños solutos y a múltiples proteínas, pero no a hematíes, leucocitos o plaquetas.

Detrás de la pared del endotelio se halla la lámina basal, formada por tejido conectivo, que actúa como estructura de sostén y de barrera. Buena parte del citoesqueleto de las células endoteliales participan también en la formación de la lámina basal, otorgando consistencia y forma a la pared endotelial.

Por fuera de la lámina basal se encuentran los podocitos, que son células extravasculares que se abrazan los capilares con sus prolongaciones.

En definitiva:

Capilares fenestrados, es decir, sus células endoteliales dejan huevo que solo están protegidos por la membrana basal.

Están abrazados por podocitos.

Exploración mediante microscopía electrónica de la arteriola interlobular, arteriola aferente, arteriola eferente y el glomérulo.

Podocitos

Entre los podocitos hay una hendidura de filtración donde encontramos numerosas proteínas como la nefrina, la P-cadherina o la NEPH-1, de forma que el líquido que pase por esos agujeros no pasará por un espacio libre sino por un tamiz de filamentos que supone un obstáculo para las sustancias que quieren pasar del capilar al lado nefrótico.

Además, los podocitos están conectados por otras proteínas como los proteoglicanos a la membrana basal glomerular.

Pequeñas alteraciones de un tipo de proteína pueden llevar a la muerte del sujeto.

El síndrome nefrótico es una patología en la cual el individuo tiene graves problemas de filtración desde los capilares a la cápsula de Bowman. Se produce por alteraciones de estas proteínas.

Síndrome de Alport: mutaciones del gen del colágeno tipo IV de la membrana basal glomerular.

La hendidura de filtración, repleta de proteínas, une los procesos o pies de los podocitos.

Cápsula de Bowman

La cápsula de Bowman tiene una parte visceral, formada por los podocitos, que contacta con los capilares; y otra parte parietal que forma la pared.

Orina primitiva: se encuentra en el espacio de Bowman.

Mesangio

El mesangio está compuesto por:

Células mesangiales

o Células mesangiales glomerulares: Dentro del glomérulo.

o Células mesangiales extraglomerulares: se hallan fuera del glomérulo.

Las células mesangiales pueden expandirse o contraerse en respuesta a distintos estímulos, de forma que modifican el calibre de los vasos. Además tienen una función inmunológica importante. Si se vuelven excesivamente inmunitarias pueden bloquear la filtración. Algunos de los transplantes de riñón se dan por alteraciones en la función de las células mesangiales.

Matriz mesangial

Aparato yuxtaglomerular

Es un componente del importante mecanismo de retroalimentación tubuloglomerular.Está formado por:

- Mácula densa del asa ascendente gruesa.

- Células mesangiales extraglomerulares.

- Células granulares yuxtaglomerulares de la pared de la arteriola aferente . Son productoras de renina y angiotensina II.

El túbulo de la nefrona vuelve a conectar con el glomérulo, dando lugar al aparato yuxtaglomerular. En esa zona hay un grupo de células más grandes y más oscuras que el resto de las células del túbulo, que forman la mácula densa. La mácula densa de la pared del tubo conecta con las células mesangiales extraglomerulares y las células granulares yuxtaglomerulares de la pared de la arteriola aferente.

En el aparato yuxtaglomerular se secreta eritropoyetina, que se dedica a aumentar la tasa de producción de eritrocitos.

CONTROL DEL FLUJO SANGUÍNEO EN EL GLOMÉRULOEl control del flujo sanguíneo por las arteriolas aferentes y eferentes es fundamental para que el riñón filtre más o menos. Cuando la filtración se sale de un rango fisiológico, en el aparato yuxtaglomerular se regula el calibre de la arteriola aferente, regulando así el filtrado.

La filtración va a depender de la presión y el contenido del plasma de la arteriola aferente, pero en condiciones de ultrafiltrado el flujo se regula a partir de la macula densa del aparato yuxtaglomerular.

- Células granulares: sintetizan y liberan renina.

- Células mesangiales extraglomerulares.

PERFIL DE CAÍDA DE PRESIÓN EN LA CIRCULACIÓN RENALLos vasos sanguíneos que pasan por el glomérulo llevan una presión media de 45-50 mm Hg, mientras que en la arteriola eferente hay una gran caída de presión, siendo esta de 20 mm Hg. En los capilares peritubulares desciende aún más, acercándose a 0. Esto evidencia una caída de la resistencia.

La importancia de la presión sanguínea radica en el equilibrio entre presiones hidrostáticas y osmolares y la razón entre ellas.

FILTRACIÓN Y REABSORCIÓN RENALEn la imagen los gradientes hidrostáticos están representados por flechas azules, el gradiente osmótico por flechas grises y el gradiente neto por flechas rojas. Los números son relativos.

- En la sangre que entra de los capilares glomerulares predomina la salida de líquido hacia afuera, es decir, predomina la filtración.

- Al final del capilar glomerular, ha salido líquido desde el capilar hacia la cápsula de Bowman, pero han permanecido muchas proteínas que no pueden atravesar la membrana. La presencia de proteínas hace que aumente el gradiente osmótico, por lo que disminuye la filtración al final del capilar glomerular.

- En los vasos peritubulares la presión osmótica sigue siendo la misma pues las proteínas no han salido del capilar, pero al ser su presión muy baja, el vector resultante va hacia dentro del capilar, por lo que predomina la reabsorción de líquido hacia el interior del capilar peritubular. Conforme se prolonga el flujo sanguíneo de los capilares peritubulares, irá cayendo la presión sanguínea, con lo que irá aumentando la reabsorción en su interior y se irán diluyendo las proteínas, disminuyendo así el gradiente osmótico, no por pérdida de proteínas si no por incremento del solvente.

En el capilar glomerular predomina la filtración, mientras que en los capilares peritubulares predomina la reabsorción.

FUERZAS QUE INTERVIENEN EN LA FILTRACIÓN GLOMERULARFuerzas de Starling

Las fuerzas responsables de la filtración glomerular son las mismas que actúan en todos los lechos capilares. La ultrafiltración se produce por las fuerzas de Starling (presiones hidrostática y oncótica) que mueven los líquidos desde la luz capilar a través de la barrera de filtración de la cápsula de Bowman. La presión hidrostática en el capilar glomerular (PGC) promueve el movimiento de líquido desde el capilar glomerular hacia el espacio de Bowman. Basándose en que el coeficiente de reflexión de las proteínas a través del capilar glomerular es prácticamente 1, el ultrafiltrado glomerular está libre de proteínas y la presión oncótica en el espacio de Bowman es prácticamente 0. Por tanto, PGC es la única fuerza que favorece la filtración. La

presión hidrostática en el espacio de Bowman y la presión oncótica en el capilar glomerular se oponen a la filtración.

Como se muestra en la figura superior izquierda, existe una presión neta de ultrafiltración (PUF) de 17 mm Hg en el extremo aferente del glomérulo, mientras que en el extremo eferente es de 8 mm Hg (donde PUF = PGC - PCB - ∏GC). Primero la PGC disminuye suavemente a lo largo del capilar por la resistencia al flujo a lo largo del mismo. Segundo, la ∏GC aumenta a lo largo del capilar glomerular, puesto que el agua se filtra y las proteínas son retenidas en el capilar glomerular.

La TFG es proporcional a la suma de las fuerzas de Starling que existen a través del capilar multiplicadas por el coeficiente de filtración:

TFG = Kf [(PHGC – PHCB)- σ (∏GC - ∏BC)

Coeficiente de reflexión : capacidad de las proteínas de atravesar la pared capilar.

TASA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR (TFG): en condiciones normales, tiene que haber un predominio de las presiones hidrostáticas para que pase fluido desde los capilares a la cápsula de Bowman.

FRACCIÓN DE FILTRACIÓN: relación entre la tasa de filtración glomerular y el flujo plasmático renal. TGF/FPR.

PROCESOS QUE ALTERAN LA PRESIÓN DE FILTRACIÓNEl juego de presiones en los glomérulos tiende a estar estable dentro de un rango pero se modifica.

Fundamentalmente los procesos que alteran la presión de filtración (vector resultante) se llevan a cabo a través del sistema sanguíneo y el control sobre los vasos que llegan al glomérulo.

A. Si se reduce el diámetro de la arteriola aferente la presión hidrostática cae. Tanto el flujo sanguíneo renal como la tasa de filtración glomerular (velocidad a la que se filtra) disminuirán, por lo que disminuye la filtración.

B. Si se reduce el diámetro de la arteriola eferente y no el de la aferente, aumenta la tasa de filtración pero disminuye el flujo sanguíneo renal.

C. Dilatación de la arteriola eferente: como la salida es más fácil, la presión caerá en los capilares glomerulares y caerá a su vez la tasa de filtración. Aumenta el flujo sanguíneo renal.

D. Vasodilatación de la arteriola aferente: aumenta la presión en los capilares glomerulares, aumentando la tasa de filtración y aumentando el flujo sanguíneo renal.

MECANISMOS DE AUTORREGULACIÓN DE TFG Y FPR En la realidad, nos encontramos dentro de unas variaciones de presión arterial normal.

Recuerda a la curva de autorregulación del flujo, que también se da en la circulación renal. Se enfrenta el flujo plasmático renal, la presión media y la TFG. El sistema se está regulando de tal manera que aunque la presión cambie, en condiciones normales, ni la TFG ni FPR van a variar.

La autorregulación mantiene TFG y FPR relativamente constantes con cambios en la presión sanguínea de 90 a 180 mm Hg.

Mecanismos que intervienen en la autorregulación de la TFG y FPR

1. Respuesta miógena del músculo liso vascular.

2. Retroalimentación del túbulo glomerular (nefro-vascular): Proceso de regulación entre la parte del túbulo distal de la nefrona y la parte vascular, que es el glomérulo.

3. S.N Simpático.

El volumen sanguíneo es mayor que el plasmático. El flujo sanguíneo renal oscila entre valores de 620 mL/min, mientras que la tasa de filtración alrededor de 150 mL/min.

RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA TÚBULO-GLOMERULAREs un mecanismo dependiente de NaCl. Implica una retroalimentación del asa en la cual la concentración de NaCl en el líquido tubular es detectada por la mácula densa del aparato yuxtaglomerular y convertida en una o varias señales que afectan a la resistencia de la arteriola aferente y, por ello, la TFG.

Si aumenta la filtración glomerular, sobre todo debido a aumentos de presión; hay gran cantidad de líquido con electrolitos recorriendo la nefrona, entre ellos NaCl.

Cuando el caudal de filtrado plasmático llega al aparato yuxtaglomerular, las células de la mácula densa detectan el NaCl, activando sus mecanismos de control de la presión, sobre todo enviando señales hacia la pared de la arteriola aferente para que reduzca su calibre, con lo que

aumenta la resistencia y disminuye así la tasa de filtración glomerular (TFG- tasa de filtración glomerular o GFR- glomerular filtration rate).

Cuando la TFG aumenta y se produce un incremento de NaCl en el fluido tubular de la mácula densa, más NaCl entra en las células de la mácula densa. Se produce un aumento de la formación y liberación de ATP y adenosina en las células de la mácula densa, que causa vasoconstricción de la arteriola aferente. Esta vasoconstricción hace que la TGF vuelva a los niveles de normalidad.

Imagen inferior: células del aparato yuxtaglomerular por las que pasa la orina. Cuando el fluido lleva una alta concentración de NaCl este se introduce a través de un transportador a las células y se produce ATP y ADP. Tanto el ATP como la adenosina actúan sobre receptores de la pared del musculo liso de la arteriola aferente.

- El ATP: además del efecto metabólico, el ATP actúa en la circulación como hormona. Su unión al receptor plurinérgico 2X aumenta la concentración de calcio que actúa favoreciendo la contracción de la pared. Si se uniese a receptores P2Y produciría relajación.

- La adenosina se une a receptores A1, aumenta también la concentración de calcio produciendo vasoconstricción. Si se uniese a receptores A2 produciría relajación.

Además, la comunicación entre las células musculares por uniones tipo nexus, disminuye la liberación de renina en las células musculares granulares. La disminución de la renina hace que no suba la presión.

Por otra parte, la activación de las células mesangiales extraglomerulares induce también la vasoconstricción de la pared de la arteriola aferente.

Además:

- Liberación de NO por diversos factores va a producir una vasodilatación de las células del músculo liso vascular y las células mesangiales.

- La prostaglandina E2 produce efecto de vasodilatación. Cuando el sistema simpático actúa en demasía, pudiendo incluso cortar la circulación actúa la prostaglandina E2 para que no se corte por completo el flujo sanguíneo.

- La endotelina y la angiotensina II, es un péptido con alta capacidad de vasoconstricción.

Mientras más mecanismos de regulación haya en una zona, más importante es esta para el organismo.

Las células endoteliales representan un papel fundamental en la regulación de la resistencia de las arteriolas aferentes y eferentes, al producir un número de hormonas paracrinas que incluyen NO, prostaciclina, endotelina y angiotensina II. Estas hormonas regulan la contracción y la relajación de células musculares lisas de las arteriolas aferentes y eferentes, y las células mesangiales.

HEMORRAGIACuando se produce una hemorragia hay una caída importante de la presión arterial, que produce:

1. Aumento de la actividad de los nervios simpáticos renales: para tratar de producir vasoconstricción, de forma que se aumente la resistencia y disminuya la pérdida de sangre.

2. Aumento de la producción de renina: se aumenta así su concentración en plasma y aumentando la producción de angiotensina II.

Esos dos efectos producen vasoconstricción de las arteriolas renales, de forma que disminuye el flujo sanguíneo renal y la TFG. Con eso evitamos una pérdida de agua y una disminución de la excreción de sodio para mantener el nivel de agua. Todos esos mecanismos pueden compensar hacia cierto punto la presión arterial.

La angiotensina II actúa también sobre los túbulos renales aumentando la reabsorción de agua y sodio.

FUNCIÓN DE DEPURACIÓN DE LA SANGREEl término depuración es sinónimo de aclaramiento, consiste en retirar los residuos al volumen de líquido circulante. En general, lo que viene de la sangre, llega al glomérulo y parte pasa a la orina, mientras que otra parte vuelve a la sangre.

CARGA DE UNA SUSTANCIA = [SUSTANCIA] X FLUJO DE SOLVENTE

Si una sustancia pasa directamente a la orina, no habría parte venosa, es decir, la sangre venosa retornaría sin esa sustancia

El proceso por el cual una cantidad de líquido queda libre de sustancias residuales se llama depuración o aclaramiento.

El concepto de aclaramiento renal se basa en el principio de Fick (equilibrio o conservación de las masas). La arteria renal constituye la única vía de entrada en el riñón mientras que la vena renal y el uréter constituyen las dos vías de salida. La siguiente ecuación define la relación del equilibrio de masas:

Pxa x FPRa = (Px

v x FPRv) + (Ux x V)

- Pxa y Px

v : concentración de la sustancia x en el plasma de la arteria renal y la vena renal respectivamente.

- FPRa y FPRv: ritmo del flujo plasmático renal en la arteria y la vena respectivamente.

- Ux : concentración de sustancia en la orina.

- V: ritmo del flujo urinario.

Flujo plasmático renal x concentración de la sustancia = (flujo de orina x concentración de volumen) + (flujo plasmático renal venoso x concentración de sustancia)

La capacidad de depuración o aclaramiento se hace mediante la siguiente ecuación:

CARACTERÍSTICAS DE UNA SUBSTANCIA APROPIADA PARA MEDIR LA TFG MEDIANTE LA DETERMINACIÓN DE SU DEPURACIÓN

- Que filtre libremente

- Que no sea resorbida o secretada por los túbulos

- Que no sea metabolizada

- Que no sea almacenada en el riñón

- Que no se una a las proteínas (las substancias que se unen a la albúmina y las globulinas no filtran).

- Que no sea tóxica.

- Que no tenga efecto sobre la tasa de filtración.

- Que de preferencia sea fácil de medir en el plasma y en la orina.

Sustancias utilizadas para determinar TFG

PAH: ácido para-amino hipúrico (exógeno): la fracción de extracción es del 90%.

FRACCIÓN DE EXTRACCIÓN: ([PAH]A – [PAH]V)/ [PAH]A = 0,9

Inulina (exógena): sustancia que sólo se filtra. Cumple las mejores condiciones.

Creatinina (endógena)

Todas las sustancias que hay en el filtrado glomerular se van a excretar por la orina. La cantidad de sustancias filtrada es igual a la cantidad excretada.

DETERMINACIÓN DEL FLUJO PLASMÁTICO RENAL EFECTIVO (FPRE)

CÁLCULO DEL FLUJO PLASMÁTICO RENAL EN EL RIÑÓN

CÁLCULO DEL FLUJO SANGUÍNEO RENAL (FSR): se corrige por el hematocrito.

Si metemos sangre en un tubo de ensayo y centrifugamos, sabemos que el hematocrito constituye un 45% y el resto un 55%. Ese 55% es el que tenemos en cuenta en el cálculo del flujo sanguíneo renal al multiplicar por 1/0,55. El FPR calcula ese 45% del volumen sanguíneo, así que mediante una regla de tres averiguamos el flujo sanguíneo total, que corresponde a unos 1273 mL/min, es decir, un 25% del gasto cardíaco.

La depuración de PAH equivale a todo el plasma que pasa por los glomérulos. Los riñones son órganos muy pequeños en proporción al peso del organismo y reciben una gran cantidad de sangre. Si el arquetipo fisiológico pesa unos 70 kg, los riñones, que pesan unos 150 gr reciben casi una cuarta parte del gasto cardíaco. Este flujo de sangre no se da porque tenga un consumo metabólico elevado, si no por su función de depuración.

DETERMINACIÓN DE TFGEn clínica

Por depuración de creatinina.

Se almacena la orina 24h, de forma que podemos determinar el volumen de orina y la concentración de creatinina. Como ya hemos tenido en cuenta el factor tiempo y la creatinina en plasma es estable, podemos calcular la cantidad de plasma que se está filtrando por el glomérulo (TFG). Esa es la cantidad de plasma que pasa de los glomérulos renales a la cápsula de Bowman. De los 120 mL se recaptan 119.

Representa el volumen de plasma que se filtra.

Como estamos usando PAH hay que dividir por 0,9 (su fracción de extracción)

Las patologías, traumatismos musculares o el ejercicio incrementan la cantidad de creatinina en plasma, falseando la muestra, por lo que habría que usar otra sustancia.

La creatinina se produce como consecuencia del metabolismo de la creatina. Una vez que se forma, pasa al plasma y se excreta por la orina. Se secreta en el metabolismo muscular y también por los túbulos renales y se contamina por la presencia de cromógeno. Estos dos factores son inconvenientes a la hora de medir la TFG, pero un problema compensa al otro. Supone una medición no exacta.

Experimentalmente

Por depuración de inulina.

La inulina se utiliza de forma experimental puesto que ni se absorbe ni se excreta por el riñón. Su fracción de filtración es similar a la de la creatinina, de unos 127,6 mL/min.

De los 180 L/día que filtran nuestros riñones, al final son 179 los que se reabsorben y 1L los que se excretan.

Creatinina y TFG

Esta curva relaciona la concentración plasmática de creatinina y la tasa de filtración glomerular.

El rango normal de la TFG está entre los 80 y los 140 mL/min. Cuando la filtración glomerular disminuye por debajo de 80, la concentración de creatinina en plasma se eleva. A mayor concentración de creatinina en plasma, menor TFG; por ello es un buen indicador del grado de funcionamiento de los riñones.

[creatinina] > 1,7 mg/dL Insuficiente filtración

Diálisis

La diálisis es un procedimiento por el cual se hace pasar la sangre a través de un dispositivo. Se utiliza cuando la filtración desciende por debajo del 20% de TFG.

Para meter a un sujeto en diálisis hay que hacer un bypass arterial, de forma que la sangre arterial pasa directamente a la venosa en una anastomosis. Esto evita tener que hacer punciones abdominales. La sangre pasa a través de la máquina de diálisis, que filtra las sustancias como un riñón artificial y vuelve al organismo. Sin embargo, es un proceso que no mantiene al sujeto eternamente vivo, si no que a partir de los 12 años, se empiezan a presentar problemas, de los que no se conoce muy bien la causa.

FACTORES QUE INFLYEN EN LA TFG Permeabilidad capilar (carga eléctrica): tiene que ver con los podocitos, las

fenestraciones y las proteínas que cubren las uniones entre los podocitos. A pesar de todas esas barreras hay un componente eléctrico, con un predominio de cargas negativas. Las sustancias con carga negativa tendrán más dificultad para pasar, pues serán repelidas por la membrana,

Superficie capilar en glomérulo (nº y tamaño de las células mesangiales): la angiotensina II contrae las células mesangiales.

o Reduce el tamaño glomerular

o Reduce la superficie de filtración

o Reduce la permeabilidad capilar

Presiones hidrostáticas y osmóticas

o Una caída de presión arterial media por debajo de 80 mm Hg hace que disminuya la TFG. El intercambio capilar estará más limitado por el flujo que por la difusión. En fisiología en condiciones normales la difusión no suele verse afectada.

DIFICULTAD DE FILTRACIÓN SEGÚN EL TAMAÑO Y LA CARGA MOLECULAR

Influencia del tamaño y la carga eléctrica de los dextranos en su filtrabilidad. Un valor de 1 indica que es libremente filtrado mientras que un valor de 0 indica que no es filtrable. La filtrabilidad de los dextranos con tamaño de 20 a 42 Ᾰ depende de su carga. Los dextranos con un tamaño superior a 42Ᾰ no se filtran, con independencia de su carga y los dextranos policatiónicos y neutros de menos de 20 Ᾰ se filtran libremente.

Un Ᾰ son 10 nm. Un dextrano se utiliza en química para aumentar la osmolaridad de la sangre. Los dextranos se filtran por el riñón y mientras mayores sean, menor será la tasa de filtración. Una molécula de 30 Ᾰ de radio molecular se va a filtrar muy poco (aproximadamente un 10%), mientras que una molécula de 18 Ᾰ pasará con facilidad.

Para cualquier tamaño, la carga eléctrica es importante. 3 cargas de una molécula del mismo tamaño, varían su filtrabilidad, pues la carga eléctrica interviene en el filtrado. Las sustancias con carga positiva se filtrarán con mayor facilidad.

Las proteínas plasmáticas suelen tener carga negativa, lo que hace que se filtren poco. De esta manera la globulina, la albúmina, etc, no suelen filtrarse.

Cuando por alguna razón se pierde la electronegatividad de la barrera de filtración, comienzan a aparecer en la orina sustancias que no deberían a aparecer, como las proteínas plasmáticas. En esta situación la filtrabilidad relativa de las proteínas depende sólo del radio molecular. Por ello la excreción de las proteínas polianiónicas (20 a 42 Ᾰ) en la orina aumentan ya que se filtran más proteínas de este tamaño.

Las células capilares no siempre están rodeadas de podocitos. En estos casos aparecen células mesangiales detrás de la lámina basal. Las células mesangiales tienen la capacidad de variar el volumen del capilar, con lo que modifican la superficie del capilar disponible para la filtración.

FACTORES QUE AFECTAN A LA TFG Cambios en el flujo sanguíneo renal: puede ser variado por la acción del SN simpático

que lo disminuye, en situación de estrés, accidentes, etc.

Cambios en la presión hidrostática del capilar glomerular,

o Por cambios en la presión sanguínea general

o Por constricción de las arteriolas aferentes o eferentes.

Los cambios en la presión hidrostática de la cápsula de Bowman:

o Por obstrucción ureteral : se produce en cálculos renales, es decir, cristalización de soluto en la nefrona, los uréteres, etc. Tienen que ver con desequilibrios de pH, presión o temperatura. Estos cristales no pueden pasar a la vejiga, porque puede constreñir el uréter, obstruyéndolo. La parte por encima de la obstrucción genera mucha presión en la pelvis renal. Este incremento de presión genera desequilibrios, que disminuyen la TGF. Sin embargo, en muchas ocasiones este aumento de presión en la zona supraobstructiva hace que el cálculo pase a la vejiga. El dolor más frecuente asociado a esta obstrucción es en el testículo o en la punta del pene en los hombres y en la vagina en las mujeres. Los cálculos suelen generar reflejos víscero-parietales, que son los que producen el dolor.

o Por edema del riñón dentro de una cápsula renal tensa : cuando se acumula líquido dentro de la cápsula, también genera desequilibrios de presión. Por ejemplo, en edemas o hemorragias renales.

Los cambios en la concentración de las proteínas plasmáticas: por deshidratación, hipoproteinemia, etc (factor de poca importancia). Si hay muchas proteínas, la presión osmótica del plasma cae, de manera que predominaría el proceso de filtración.

El incremento de permeabilidad del filtro glomerular: por varias enfermedades, como enfermedades autoinmunes.

La disminución en el área total del lecho capilar glomerular.

o Por enfermedades que destruyen a los glomérulos con o sin destrucción de los túbulos.

o Por nefrectomía parcial: si hay tumor o quiste se puede tratar de retirar la parte dañada del riñón. Eso puede afectar en cierta medida a la TGF.

FILTRACIÓN DE PROTEÍNASLa concentración de proteínas filtradas por el riñón es de 40 mg/L o 7,2 g/día. Estas proteínas no se deberían filtrar, pero aun así no suelen aparecer en la orina porque se reabsorbe a nivel del túbulo.

En problemas de ultrafiltrado o reabsorción del túbulo se da una albuminurria, en la que aparece albúmina en la orina. Esto ocurre, por ejemplo, durante el embarazo, pues el riñón de la mujer filtra además del plasma de la madre, el del feto. En este caso suelen filtrarse más proteínas de la cuenta y aparece albúmina en la orina.