28 May
SISTEMA RENAL
Los riñones tienen también otras funciones, como la producción de hormonas: eritropoyetina, metabolitos activos de la vitamina D, renina y prostaglandinas.
Cada riñón humano tiene aproximadamente un millón de unidades funcionales, las nefronas, colocadas en paralelo. La regulación renal del volumen y la composición de los líquidos corporales requiere que, en cada una de estas nefronas, tengan lugar los siguientes procesos básicos para desarrollar su función:
- Filtración glomerular.
- Reabsorción tubular.
- Secreción tubular.
Estructura y funciones de la nefrona
Las nefronas son tubos formados por células epiteliales apoyadas en una membrana basal. Están formadas por varios segmentos: en la corteza renal se encuentran los corpúsculos renales formados por dos componentes:
A.- Los capilares glomerulares es uno de ellos. Estos capilares se invaginan y son rodeados por células epiteliales especializadas.
B.- Las células epiteliales especializadas, los podocitos. Forman alrededor del conjunto de capilares la cápsula de Bowman. Esta cápsula dispone de dos hojas y entre ambas se encuentra el espacio de Bowman.
Los siguientes segmentos de la nefrona son estructuras tubulares denominándose:
- A.- Túbulo contorneado proximal a nivel de la corteza.
- B.- Asa de Henle (porción gruesa y fina, descendente y ascendente) que se introduce en la médula, la recorre en mayor o menor profundidad y retorna a corteza.
- C.-Túbulo contorneado dista a nivel de la corteza de nuevo.
- D.-Túbulo colector recoge a través de cortos segmentos comunicantes los túbulos distales de 6 a 8 nefronas descendiendo por la médula y uniéndose a otros para formar el conducto de Bellini que drena en la pelvis renal.
Existen dos variedades principales de nefronas:
- a.-Superficiales o nefronas corticales. Constituyen el grupo más numeroso, el 85% de todas las nefronas. Se caracterizan por tener cortas asas de Henle que llegan sólo a la médula externa y sus arteriolas eferentes forman la red capilar peritubular.
- b.-Profundas o nefronas yuxtamedulares. Con largas asas de Henle que alcanzan la médula interna, sus arteriolas eferentes disponen de una red capilar: los vasos rectos (vasa recta) que se sitúan en la profundidad de la médula interna entre las asas de Henle y los conductos colectores.
A nivel de la corteza, el túbulo contorneado distal hace contacto con la arteriola aferente formando el aparato yuxtaglomerular (células granulares derivadas de fibras musculares lisas de la arteriola y células de la mácula densa, derivadas de células epiteliales del túbulo distal).
Flujo sanguíneo renal
Estructura:
Aunque los riñones constituyen sólo una pequeña fracción de la masa corporal (
Las arterias renales se originan de la aorta abdominal y en el interior del riñón se ramifican en arterias interlobares, arcuatas y radiales de las que se originan las arteriolas aferentes. Cada nefrona recibe el flujo sanguíneo a través de una arteriola aferente que se ramifica en el lecho capilar glomerular, que drena en la arteriola eferente; la cual da origen a un segundo lecho capilar, que riega el resto de la nefrona: los capilares peritubulares. En las nefronas yuxtamedulares, las arteriolas eferentes dan lugar a una red capilar denominada vasa recta por ser largas asas capilares que profundizan en el interior de la médula renal. La sangre acaba drenando en venas que confluyen en las venas renales que desembocan en la vena cava inferior.
Los capilares glomerulares tienen una presión determinada por las resistencias de la arteriola aferente y eferente. Este sistema permite un control muy preciso de la presión capilar y por consiguiente de la fuerza principal para la filtración glomerular.
El perfil de presiones presenta una caída muy ligera de la presión en el interior de los capilares glomerulares.
Variaciones regionales en el flujo sanguíneo renal:
El flujo plasmático y sanguíneo renal se miden a través del aclaramiento de PAH (para-amino hipurato). En base a estas medidas, la corteza renal recibe el 92% del flujo, la médula externa el 7% y la interna el 1%.
Control del flujo sanguíneo renal:
- Control intrínseco o autorregulación. El flujo sanguíneo renal se mantiene casi constante con valores de presión arterial entre 80 y 180 mm.Hg. Esta constancia es debida a que la resistencia de la arteriola aferente se incrementa cuando sube la presión arterial, es un efecto miogénico, debido a:
- La contracción de la musculatura lisa arteriolar.
- También a la acción del aparato yuxtaglomerular.
2.-. Filtración glomerular
La filtración glomerular es el paso de líquidos desde el capilar glomerular a la nefrona por procedimientos exclusivamente físicos. La energía necesaria para llevar a cabo la filtración es proporcionada por el corazón y no por los riñones.
2.1.- Membrana glomerular o de filtración glomerular.
En los capilares glomerulares la sangre, que llega con una presión de aproximadamente un 60% de la presión arterial media, se ve expuesta a una membrana de filtración de 1 m2 que separa el plasma del espacio de Bowman.
Los capilares endoteliales son fenestrados, la membrana basal tiene un espesor de 0,2 – 0,3 micras, las células epiteliales (podocitos) contactan con la membrana basal y en el intersticio se encuentran células mesangiales que ajustan el flujo sanguíneo capilar y por lo tanto la filtración glomerular.
Así la mayor barrera la forma la membrana basal. Los solutos con un peso molecular (Pm) inferior a 10.000 atraviesan libremente; iones y metabolitos se encuentran en igual concentración en el plasma que en el espacio de Bowman. Las moléculas mayores presentan una difusión restringida, que cesa cuando la molécula alcanza un Pm 70.000-100.000. Debido a la acción de la alta presión hidrostática existente en los capilares, un ultrafiltrado atraviesa esta barrera 100 veces más rápido que en los capilares tisulares normales.
Tasa de filtración glomerular (TFG) o velocidad de filtración glomerular (VFG)
La tasa de filtración glomerular (GFR: glomerular filtración rate) es el flujo neto de ultrafiltrado que pasa a través de la membrana en la unidad de tiempo.
GFR = Área x Kf (coeficiente de filtración). Presión eficaz de filtración
Presión eficaz de filtración (PFG)= Presiones a favor de la filtración – Presiones en contra .
a.- Presiones a favor = Presión arterial (Presión hidrostática capilar) + Presión coloidosmótica en el espacio de Bowman.
b.- Presiones en contra = Presión hidrostática en el espacio de Bowman + Presión coloidosmótica capilar.
1. La presión hidrostática (PH): La presión que lleva la sangre en los capilares del glomérulo. Es aproximadamente 55 mm Hg., y va en favor de la filtración glomerular.
2. La presión osmótica (coloidosmótica) (PO): Presión ejercida por las proteínas retenidas en los capilares. Es de aproximadamente 30 mm Hg., y se opone a la filtración glomerular
3. La presión hidrostática de la cápsula (PHC): Presión del líquido dentro de la cápsula de Bowman. Es de aproximadamente 15 mm Hg, y se opone a la filtración glomerular.
PH – PO – PHC = Presión neta de filtración glomerular
55mmHg – 30 mmHg – 15 mmHg = 10 mmHg
En el extremo aferente del capilar glomerular, la presión eficaz de filtración es de 17 mm Hg y en el extremo eferente de 5 mm Hg. Lo que implicaría que en esta red capilar el único movimiento de agua y solutos es hacia fuera del capilar.
2.1.1.-Medida de la tasa de filtración glomerular
Considerando, un soluto que presente las siguientes características:
1. Libremente filtrable a nivel glomerular
2. Ni reabsorbible, ni secretable
3. No metabolizable
4. Sin toxicidad
5. Fácilmente medible en orina y plasma
Y conociendo:
su concentración plasmática [P]
su concentración urinaria [U] (medidas ambas en las mismas unidades), y
el flujo urinario o volumen de orina por minuto [V]
La cantidad de dicho soluto en orina por minuto (U.V) debe ser la misma que entra al espacio de Bowman por minuto procedente del plasma (o lo que es lo mismo la cantidad filtrada por minuto a través del glomérulo). Ya que el soluto es libremente filtrable:
La concentración en el espacio de Bowman = concentración en plasma (P), y por tanto,
La cantidad filtrada por minuto en el glomérulo será GFR x P
Y consecuentemente:
U x V = GFR x P
Despejando GFR, quedaría como: GFR = (U. V)/P
Clásicamente se usa la inulina (un polisacárido de fructosa, Pm= 5000); clínicamente se utiliza la creatinina un producto metabólico de desecho del propio organismo.
Un valor medio de la GFR en adultos es de 125 ml/min o 180 l/día, es decir unas 50 veces el volumen plasmático corporal. Si se referencia a una única nefrona la GFR es de 60 ml/min o 90 microlitros/día.
Carga filtrada: Si se conoce la tasa de filtración glomerular un procedimiento sencillo para conocer la cantidad de un soluto que es filtrado por minuto es:
Carga filtrada = GFR x [plasmática]
Fracción de filtración: La fracción de filtración es él % del flujo plasmático renal que es filtrado VFG/FPR, normalmente es el 20% (125ml/min) del FPR. A través de los riñones fluyen unos 650 ml de plasma por minuto, de esta cantidad aproximadamente 1/5 parte se filtra y los restantes 4/5 pasan a los capilares peritubulares.
Variaciones en la GFR
En condiciones normales la autorregulación del flujo sanguíneo renal garantiza la constancia de la filtración glomerular, sin embargo si la presión arterial cae por debajo de 60 mm Hg, la GFR disminuye pudiendo cesar la filtración y entrando el individuo en anuria.
2.2.- Aclaramiento (Clearance)
El cálculo U.V/P puede realizarse para cualquier soluto y es denominado aclaramiento plasmático renal o simplemente aclaramiento (medido por unidades de volumen por unidad de tiempo). Proporciona información acerca del manejo renal de una determinada sustancia. Podría definirse como el volumen de plasma que es aclarado o «limpiado» de una sustancia en la unidad de tiempo.
En el caso de la inulina el valor de su aclaramiento proporciona la GFR. Si una sustancia que es filtrada tiene un aclaramiento inferior al de la inulina, debe ser una sustancia reabsorbida a nivel tubular. Por ejemplo, la glucosa, una sustancia que es
libremente filtrable, pero que es reabsorbida íntegramente en los capilares peritubulares presenta un aclaramiento de 0.
Si el aclaramiento de una sustancia es superior al de la inulina, supone que ha de haber una secreción neta desde las células tubulares al líquido tubular. Esta comparación puede calcularse mediante la fracción de aclaramiento, esto es aclaración de una sustancia:
X = (Cx)/aclaramiento de inulina (Ci).
3.- Transporte tubular renal: reabsorción y secreción
El ultrafiltrado glomerular se transporta a través de la estructura tubular de la nefrona, atravesando: túbulo contorneado proximal, asa de Henle, túbulo contorneado distal, y túbulo colector, por el que es conducido hasta la región papilar, para desembocar en los cálices renales, convertido ya en orina.
En un día se filtran y llegan a los túbulos un total de 180 litros de plasma, que arrastran agua, sales minerales, vitaminas, hormonas, lípidos, azúcares sencillos, aminoácidos y algunas veces proteínas de peso molecular inferior a 70.000, así como subproductos de desecho metabólico (urea, ácido úrico, bilirrubina, creatinina) y productos de naturaleza exógena, como medicamentos.
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