Fisiologia Renal

Conceptos Básicos de Fisiología Renal

Filtrado glomerular:

Las proteínas plasmáticas en general no filtran. Lo mismo que la mayoría de los capilares, los que forman el glomérulo son relativamente impermeables a las proteínas, por lo que el filtrado glomerular carece prácticamente de proteínas y de elementos celulares, incluidos los glóbulos rojos. La concentración de otros elementos constituyentes del plasma, como sales y las moléculas orgánicas que no están unidas a las proteínas del plasma, como la glucosa y los aminoácidos, es semejante en el plasma y en el filtrado. Las excepciones a esta afirmación general son algunas que otra sustancia de bajo peso molecular, como el Ca2+ y los ácidos grasos, cuya filtración no es fácil porque están en parte unidos a las proteínas plasmáticas. Casi la mitad del calcio del plasma y la mayoría de los ac. grasos del plasma están unidos a las proteínas, y esas fracciones unidas no son filtradas por los capilares glomerulares.

La membrana de filtración glomerular es una barrera al paso de las proteínas (actúa como un filtro). Esta compuesta de 3 capas:

• el endotelio capilar (capa simple de céls. endoteliales que tienen fenestraciones (poros) de 50 a 100 nm de diámetro, limita principalmente el paso de céls. sanguíneas)

• una membrana basal (red y fibrillas de colágeno a través de los cuales filtran grandes cantidades de H2O y solutos pequeños; impide la filtración de proteínas de alto por las fuertes cargas eléctricas negativas (-) que generan los proteoglicanos (heparán sulfato) y la matriz glucoproteíca (rica en acido siálico); la fusión de la membrana basal del capilar y de los podocitos es el sitio de mayor retención de proteínas)

• una capa de céls. epiteliales (constituido por podocitos cuyos procesos pedicelares se interdigitan y dejan entre ellos las hendiduras de filtración; una fina membrana o diafragma (poros de 4 a 14 nm) se extiende a través de las hendiduras de filtración y limita el paso de las proteínas de tamaño medio)

Para impedir la proteinuria hay entonces 2 barreras:

• barrera mecánica: la malla de proteínas de la mb. basal no deja pasar moléculas mayores de 4.5 a 5 nm; también están los slits (diafragmas) de filtración que tienen poros en su mb. Cabe señalar que cualquier molécula con un radio menor a 1.8 nm filtra libremente. Las características de la barrera mecánica están dadas por los poros de la mb. basal.

• barrera eléctrica: en la mb. basal hay GAG y ac. siálico. Estos tienen cargas negativas, y las proteínas plasmáticas también tienen cargas negativas. Por repulsión de cargas a las proteínas se les hace difícil atravesar.

Las proteínas que filtran son unos 150mgr/día. Hay una pequeña reabsorción en el túbulo proximal.

Parte del plasma que llega al glomérulo a través de la arteriola aferente (flujo plasmático renal, 600ml/min) filtra a través de la mb. de filtración glomerular. La velocidad de filtración glomerular (120ml/min, 20%) depende de características de permeabilidad hidráulica de la mb. glomerular, de factores hemodinámicos y del flujo plasmático renal. La restricción a la filtración de macromoléculas depende del tamaño de los poros y de factores eléctricos presentes en la mb. glomerular. Diariamente se forman 180 lt de ultrafitrado.

La filtración glomerular depende de las características de la mb. glomerular, la que tiene una gran permeabilidad al agua y una gran superficie apta para la filtración; de los gradientes de presión hidrostática y oncótica entre el capilar y la cápsula de Bowman, y del flujo plasmático renal.

VFG=Kf (PCG-PCB) - (CB-CG)

Kf: coeficiente de ultrafiltrado. Depende la permeabilidad hidráulica de la pared glomerular (0.08ml/mmHg, 100-200X) y de la superficie de ésta (1000cm2/1000gr de riñón; se modifica por contracción (Ca2+ y angiotensina 2, disminuye Kf) o relajación (prostaglandinas y bradicinas) de las céls. mesangiales.

PCG: presión hidrostática capilar. Usualmente es de 45-50mmHg en el extremo aferente y cae de 2mmHg en el eferente. Es regulada por la arteriola aferente y eferente. Al contraerse la AA disminuye el FPR y la PCG, y al relajarse ejerce menos resistencia por lo que la PCG aumenta el FPR también. Cuando la AE se dilata, disminuye la resistencia, lo que provoca un mayor escape, disminuyendo el PCG pero el FPR va a aumentar. Si se contrae la AE el FPR disminuye pero provoca un aumento de la PCG, por lo que VFG puede aumentar o mantenerse en base a la fracción de filtración.

La fracción de filtración es él % del flujo plasmático renal que es filtrado VFG/FPR, normalmente es 20%.

PCB: presión hidrostática de la cápsula de Bowman. Es de alrededor de 13mmHg y no juega un rol importante en la regulación de la VFG. Es constante.

CB: presión oncótica en la cápsula de Bowman. Tendería a arrastrar agua, pero es condiciones normales es 0.

CG: presión oncótica del plasma o en el capilar. Es de 20mmHg en el extremo aferente y 35mmHg en el eferente. Está determinada principalmente por la concentración plasmática de albúmina.

La presión de filtración neta es la diferencia entre el gradiente de presión hidrostática y oncótica, es de 15mmHg en el extremo aferente y de 0 en el eferente. Una vez que las gradientes se igualan (P=), la filtración cesa. Esto alcanza a filtrar 20% del FPR; 120ml/min.

El flujo plasmático renal: aunque no es tomado en cuenta en la fórmula, discretas variaciones de FPR modifican la presión oncótica CG hacia el extremo eferente modificando tb. la VFG. Favorece la filtración retardando el equilibrio, ya que disminuye la concentración de macromoléculas.

Tanto la noradrenalina, como la adrenalina y la endotelina disminuyen la VFG.

Mientras que el óxido nítrico del endotelio y las prostaglandinas (vasodilatadoras) la aumentan. La angiotensina 2 provoca un aumento de resistencia de la AE, la que tiende a mantener la VFG frente a una disminución del FPR. La angiotensina, además disminuye el Kf por constricción del mesangio. La norepinefrina tienen efectos similares.

El sistema de túbulos renales está compuesto de una zona cortical y de una zona medular. Éstos forman parte de la unidad funcional del riñón, la nefrona. La nefrona consta de 2 partes, un corpúsculo renal (ovillo capilar y cápsula de Bowman) y un túbulo renal (3 segmentos: túbulo contorneado proximal, asa de Henle y túbulo contorneado distal). El corpúsculo y los 2 túbulos contorneados están en la médula, mientras que el asa se introduce en la médula. Diversos túbulos de conexión siguen a los distales (8-10), y los conectan con un túbulo colector. Estos se unen y forman los conductos papilares que drenan en el caliz menor. La nefrona cortical tiene un asa de Henle corta y sólo penetra en la porción externa de la médula. La nefrona yuxtamedular (20%) tienen un asa larga que atraviesa toda la médula. Los vasos que riegan las nefronas corticales forman una red de capilares peritubulares producto de la ramificación de la AE, mientras que en los yuxtamedulares además se forman los vasos rectos.

El riñón filtra 150-180 lt/día de H2O, 25000mEq Na+, 4500mEq HCO3-, y excreta sólo 1.2 lt/día de H2O, 130mEq Na+ y casi nada de HCO3-. El epitelio tubular debe poder, filtrar, secretar y reabsorber. Al igual que el intestino, tiene una gran capacidad de transportar agua y solutos. Debido a que ambas mb. (apical y basolateral) son funcional y estructuralmente distintas, se puede realizar un transporte direccional. Las céls. están unidas entre sí por uniones estrechas. La bomba Na+/K+/ATPasa esta ubicada en la mb. basolateral a lo largo de todo el nefrón; es electrogénica y crea una gradiente de K+ en presencia de una mb. basolateral permeable al K+ y polariza el interior de la célula (negativo). La orina es modificada en forma diferencial en los distintos segmentos del túbulo renal. Desde la cápsula de Bowman hasta el túbulo colector tiene ciertas características en común y diferencias. Es una mono capa epitelial que tiene 2 mb. una apical que mira al lumen y otra basolateral que mira hacia los capilares peritubulares. Los transportadores de la mb. apical cumplen diferentes funciones según el segmento del túbulo.

• Túbulo proximal: las céls. son cúbicas y presentan microvellosidades en la superficie luminal , lo que aumenta el área de reabsorción (glucosa, H2O, Na+, Cl-, HCO3-, K+ y urea) y de secreción (H+, NH4+ y poca creatinina). Reabsorbe 60-70% del ultrafiltrado. El segmento S2 secreta aniones. Las uniones estrechas son relativamente permeable, lo que permite reabsorción pasiva por vía paracelular. Es un epitelio leaky o de baja resistencia. Presenta gran riqueza de bombas de Na+/K+/ATPasa.

• Asa fina de Henle: presenta un epitelio plano simple. Tiene un segmento descendente y uno más corto ascendente que tienen distintas permeabilidades al H2O y los solutos. La parte descendente no presenta mecanismos de reabsorción de NaCl, es muy permeable al agua y muy impermeable a los solutos de modo que al ser expuesta a una médula hipertónica concentra el contenido de NaCL y urea tubular por salida de H2O al intersticio. Es un mecanismo que diluye y concentra la orina. Secreta urea.

• Asa gruesa de Henle: es impermeable al agua y reabsorbe 10-20% del NaCl filtrado, por medio de un cotransporte Na+/K+/Cl- sensible a furosemide, que utiliza la gradiente de Na+. El potencial intraluminal es positivo (+) y está dado por la recirculación del K+ desde la célula hacia el lumen. Aquí se diluye la orina y se forma un intersticio hipertónico. Secreta urea.

• Túbulo distal: reabsorbe 7% carga filtrada de

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