Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
2016
Objetivos: Conocer el papel fundamental del riñón en la homeostasis de los líquidos corporales, en la primera parte veremos la estructura funcional del riñón y luego saber cómo se forma el ultrafiltrado del plasma.
renina
Conocer las múltiples variables que son reguladas por el riñón y que impactan en la regulación del volumen y composición del líquido extracelular. Cuando el riñón falla eso no tiene arreglo y se debe suplir la función renal como hemodiálisis o trasplante. Esta regulación del volumen y composición del LEC tiene relación con diversos mecanismos de regulación y aquí se incluye la función excretora del riñón que es más conocido. Funciones del riñón y homeostasis
Recordar que endopetidasas.
la
calicreina
y
la
son
En la corteza renal específicamente el túbulo proximal se encuentra encuentra la 1 alfa hidroxilasa que es la enzima clave para la formación del calcitriol y que es regulada por el PTH y por el receptor de calcio. Entonces el riñón se considera como endocrino porque tiene un papel importante en la síntesis de hormonas o porque sintetiza moléculas que son importantes para la formación de otras hormonas, pertenecen a la etapa limitante en algunos sistemas hormonales. Componentes de la estructura macroscópica del riñón
El riñón juega un papel clave en la regulación de la composición y volumen del líquido extracelular. Esta función ocurre a través de la regulación de una serie de variables.
Como función tiene la regulación de la osmolalildad plasmática plasmática a través de cambios en la excreción renal de agua. Regulación del volumen efectivo circulante a través de cambios en la excreción renal de sodio. Regulación de potasio plasmático plasmático a través de cambios en la excreción renal de potasio. Regulación del pH arterial a arterial a través de cambios en la excreción de H+ Regulación calcio y fosfato fosfato a través de cambios en la excreción renal. Excreción de compuestos nitrogenados que son potencialmente tóxicos para el organismo como urea, creatinina, ácido úrico. Reabsorción de solutos orgánicos valiosos como la glucosa, aminoácidos y vitaminas. Además, posee un papel endocrino
Las células del intersticio de la corteza renal van a sintetizar la hormona peptídica eritropoyetina que juega un papel clave en la formación de glóbulos rojos. El riñón es la única fuente de renina para el funcionamiento del sistema renina-angiotensina-aldosterona. Por lo tanto, es la etapa limitante del sistema. El riñón es la fuente clave de la calicreina para la formación de la bradicinina que es un péptido vasodilatador, que también participa en la regulación de la presión arterial.
1
Dr. Gallardo.
Un riñón humano pesa alrededor de 100 a 120 gramos. La parte externa es la que se llama corteza renal y la parte interna se llama médula renal, la médula está organizada de por pirámides medulares. La punta de la pirámide se orienta hacia la pelvis renal donde se encuentra el cálice y la base se encuentra orientada hacia la corteza. Lo importante es que el riñón posee una entrada y dos salidas. La entrada es por la arteria renal y las salidas están por la vena renal y uréter renal. Esta masa completa está cubierta por una lámina de tejido conectivo que es bastante resistente que es la cápsula renal. La estructura funcional del riñón es el nefrón. Cada riñón posee alrededor de 1 millón de nefrones que
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal." son básicamente de dos tipos que son el nefrón cortical y el nefrón medular, pero hay que tener en cuenta que entre ellos hay una gradualidad. En un nefrón cortical, los glomérulos y corpúsculo renal se encuentran orientados a la superficie, en contra posición al nefrón yuxtaglomerular que el corpúsculo renal se encuentra localizado en el límite corticomedular, también existe una gradualidad entre ellos. Lo que siempre pasa es que los glomérulos glomérulos y corpúsculo renal se encuentran solo en la corteza renal. A partir del corpúsculo renal se forma el túbulo renal, este túbulo renal se encuentra presente a lo largo de todo el riñón. Entonces hay segmentos tubulares que se encuentran en corteza y otros en medula interna o externa. En un nefrón nefrón cortical los túbulos renales igualmente se encuentran orientados hacia la superficie en cambio un nefrón yuxtamedular penetra hasta regiones profundas de la médula renal.
2016
origen a los capilares de la y asa recta que irriga la medula renal. Entonces hay dos lechos capilares que se encuentran en la corteza renal, que son los capilares peritubulares y glomerulares, pero en la medula encontramos un tercer lecho capilar que son los capilares de la v asa recta que van a irrigar la medula interna y externa. Van a acompañando a los túbulos que tiene recorrido recto.
En un nefrón yuxtaglomerular donde su glomérulo se ubica justo en el límite corticomedular, la sangre que ingresa al riñón lo hace por medio de la arteria renal y se va a dividir en dos grandes partes una parte va a la corteza renal que es la mayor parte u una menor parte va a la médula renal. En la corteza renal encontramos dos lechos que se encuentran en serie, el primer lecho medular corresponde a los capilares glomerulares y eso es lo que se encuentra dentro del corpúsculo renal. Estos capilares glomerulares reciben sangre desde la arteriola aferente y drenan en una arteriola eferente. Los capilares glomerulares están dispuestos entre dos vasos de resistencia, lo que normalmente sucede en el cuerpo es que los capilares se encuentran entre un arteriola y una vénula, este cambio que existe en los nefrones del riñón traerá consecuencias importantes en la dinámica de las fuerzas de starling y el segundo lecho capilar está formado por los capilares peritubulares que proviene sangre desde la arteriola eferente y en este caso si va a drenar a la vena, lleva sangre en la corteza renal, es decir solo en nefrones corticales. Va a irrigar a los túbulos que se encuentran en la corteza renal. Estos capilares peritubulares irrigan a todos los túbulos renales que se encuentran en la corteza, las arteriolas eferentes de nefones yuxtaglomerulares van a dar
2
Dr. Gallardo.
Entonces ahora nos vamos a dedicar a ver el fenómeno de filtración glomerular, este proceso permite la formación de un ultrafiltrado de plasma a una velocidad de 180 litros por día, o 100-125 ml/min. La filtración glomerular ocurre a través de la barrera de filtración glomerular y a través de ella es que se forma el ultrafiltrado. Para el organismo es super importante para que la ultrafiltración ocurra de forma normal, que esta barrera se mantenga indemne.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal." En fisiología se habla del glomérulo (en histología el corpúsculo renal), que se forma de dos partes, la Capsula de Bowmann que son dos capas de células epiteliales la más externa o parietal se invagina y forma la capa visceral la cual está envolviendo a los capilares glomerulares que entran a esta copa que forman racimos de capilares que son los que se observan acá. Estos capilares glomerulares derivan de la arteriola aferente (por donde entra la sangre al glomérulo). Estos capilares se ramifican y tienen un recorrido muy tortuoso, que impactan entre sí. Se llaman ultrafenestrados (poros muy grandes). Y en estos capilares es donde ocurrirá la filtración, luego coalesceran y formaran la arteriola eferente.
2016
de la arteriola aferente, o también conocidas como células yuxtaglomerulares. En una microscopia electrónica de transferencia del glomérulo, se puede ver la capa parietal de la capsula de Bowmann y en el polo vascular se invagina y forma la capa visceral y envuelve a estos capilares. Cuando uno hace cortes de riñón, es muy fácil pillar glomérulos (hay 1.200.000 por riñón.) Pero encontrar todo el polo urinario, vascular, etc. Hay que tener suerte. La arteria interlobar forman las arteriolas aferentes y a partir de ellas se forman los capilares glomerulares, formando un ovillo, metidos dentro de la capsula de Bowmann. Los capilares glomerulares reciben sangre de la arteriola eferente y la sangre sale por la eferente y de esta va a dar los capilares peritubulares. Las dos arteriolas aferente y eferente son muy distintas. La eferente tiene menor diámetro que la aferente. Entre los capilares glomerulares y la capa visceral de la capsula de Bowmann hay una relación íntima, la capa visceral se forma por un tipo de células epiteliales muy particulares, que se llaman podocitos, el soma del podocito contiene al núcleo y emiten prolongaciones llamadas pedicelos y estos pedicelos envuelven casi completamente a los capilares glomerulares. Los pedicelos entonces son estas prolongaciones finas de los podocitos y lo que sucede es que estas prolongaciones se interdigitan entre si en la superficie de los capilares. Prácticamente todo el largo del capilar glomerular queda cubierto por los pedicelos que emiten los podocitos.
En una capsula de Bowmann, habrá la arteriola aferente y eferente y eso es lo que se llama el polo vascular. Y en el otro extremo, donde empieza el túbulo proximal; es lo que se llama el polo urinario. Entonces la capsula de Bowmann se forma por la capa parietal, la capa visceral y los capilares glomerulares. Acá en el glomérulo, se encuentra el aparato yuxtaglomerular que está formado por la parte gruesa del asa de Henle que vuelve sobre el glomérulo de origen. Este aparato está formado por esta placa de células que se llama Macula densa y por este espacio que contiene células mesangiales extraglomerulares, además se forma por las células granulares de la pared
3
Dr. Gallardo.
Que es la barrera de filtración glomerular? Estructura macromolecular a través de la cuel ocurre la ultrafiltracion de plasma. Tiene tres componentes: a) Endotelio de capilares glomerulares b) Lamina basal c) Ventana de filtración (entre podocitos vecinos). La integridad de esta barrera es clave para que el ultrafiltrado que se forme tenga la composición correcta.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
Los poros del endotelio son de 700 Amstrongs, lo único que no pasa por ahí son las células sanguíneas, el resto filtra libremente (agua, urea, creatinina, etc). También filtran electrolitos y al ser grandes estos poros podrían eventualmente filtrar las proteínas.
2016
glomerulares una alta permeabilidad hidráulica. Como les dije estos poros son muy granes, 700A son los poros más grandes descritos y solo restringen el paso de células sanguíneas. Este es un esquema de la lámina basal, está en su estructura básica no es otra cosa que una malla de moléculas de colágeno, específicamente estos colágenos que aparecen aca, esta malla está decorada con otro montón de proteínas como perlecan, laminina, etc. Además esta malla está adornada con GAGs, principalmente heparan sulfato, el cual es súper importante porque contribuye con cargas negativas. El resultado es que esta lamina basal que esta mostrada en amarillo
Hacia fuera del endotelio esta la lámina basal, que está formada por tres capas; a) Lamina rara interna (más interna) b) Lamina densa c) Lamina rara externa. La lamina rara externa es la que está en contacto con los pedicelos de los podocitos. El espacio que queda entre pedicelos vecinos se llama ventana de filtración.
Así que aquí, si hacemos una cosa geográfica, por aquí viene la sangre y hacia este lado es que se forma la orina. Este viene siendo el espacio urinario o el espacio de Bowman, y este viene siendo el núcleo de la célula endotelial, acá esta una microfotografía de barrido de los capilares glomerulares, y todo lo que quiero mostrarles es que todos esos poros que se ven acá son los poros que hay en el endotelio, ósea un endotelio súper fenestrado, asique esto es lo que da lugar a un epitelio ultra fenestrado y específicamente esto es super importante, porque le confiere a los capilares
4
Dr. Gallardo.
, tenga poros mucho más pequeños y además estos poros se decoran con cargas negativas que le dieron los GAGs. Entonces acá tenemos de nuevo la ventana de filtración, esta es la verdadera forma de una ventana de filtración, con el pedicelo, la lámina basal y hacia acá abajo está el capilar, entonces la primera cosa que hay que anotar es que estos pedicelos se anclan a la lámina basal a través de las integrinas. Nosotros vimos que siempre las capas de células epiteliales están ancladas a una lámina basal, esto no es la excepción, porque los podocitos son células epiteliales, y se anclan a la lámina basal a través de integrinas, asique eso es muy importante porque colaboran a mantener junto el paquete de cosas. Aquí no queremos que nada se nos separa, si se separa se nos desarma la barrera de filtración glomerular y eso va a tener resultado de filtración que no deben estar en la orina, en seguida acá tenemos el espacio urinario, y acá tenemos un montón
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal." de proteínas que forman lo que se llama la ventana de filtración. La ventana de filtración es una forma muy específica de unión de adherencia, que se forma en los podocitos maduros dicho sea de paso, los podocitos son células muy especializada y no hacen mitosis, por lo tanto están en un número fijo. Entonces esta ventana de filtración es una forma de unión entre pedicelos vecinos y aquí hay varias proteínas claves (profesor afirma que solo mencionara las más importantes). La podocalixina (proteína integral) es una proteína que tiene un gran dominio extracelular y confiere gran cantidad de cargas negativas (por los oligosacáridos), en seguida acá está la podocina, su papel clave es que ancla, y es una proteína accesoria de la nefrina. La nefrina es una proteína exclusiva de los podocitos y juega en un papel clave en el funcionamiento de la ventana de filtración. Las mutaciones con pérdida de función de la nefrina, da lugar a la forma finlandesa de glomerulonefritis. Asique mantener esta estructura y la función de estas proteínas, es clave para mantener la función de filtro.
2016
[R]: Son proteínas de anclaje entre pedicelos, normalmente lo que uno sabe es que estas uniones celulares tienen como base las cadherinas, estas son la base de la adhesión celular. En este caso puntual la nefrina es una proteína de adherencia, per además de eso determina la función de filtro que tiene la ventana de filtración, porque en los pacientes de origen finlandés que tienen mutaciones con pérdida de mutación de nefrina, se desorganiza la ventana de filtración por una parte y aparece albumina en la orina, ósea estos tipos desarrollan un glomerulopatia. Y todo este sistema se mantiene intacto si mantenemos una lámina basal intacta. [P]: ¿Entones tosas esas proteínas de adherencia serian como esa línea negra que se ve ahí? [R]: Si, seria es película que se ve ahí
[P]: ¿y esa nefrina cuál es su función específicamente?
5
Dr. Gallardo.
La podocalixina funciona como repelente, como si todo esto estuviera recubierto de cargas negativas, esta proteína se puede ver en parte en la orina. La membrana apical del podocito está orientada hacia el espacio urinario (espacio de Bowman). Aquí se ve con mayor detalle toda la estructura molecular de la barrera de filtración glomerular, acá vamos a ver de adentro hay afuera, acá está el lumen del capilar glomerular, las células endoteliales con los poros. Este endotelio está cubierto con un glicocalix que confiere cargas negativas, en seguida nos encontramos con esta malla de colágeno, que está formada por tres isoformas y a esto
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
2016
se asocian GAGs (heparan sulfato el más importante) y proteínas específicas, acá los poros van a ser mucho más pequeños y van a tener cargas negativas, dados por los residuos de sulfatos de los GAGs. En seguida a la lámina basal está adherida la membrana baso lateral de los pedicelos y eso ocurre a través de estas proteínas que son las integrinas. Eso no es nada nuevo, siempre un epitelio va a estar anclado a la lámina basal a través de las integrinas.
Estos podocitos, esta parte de aquí, es una ultrarramificación de las células, conseguido gracias al reordenamiento del citoesqueleto en los filamentos de actina. Por eso se muestran acá los filamentos de actina, porque pueden modificarse en cierto modo
Y, acá tenemos la nefrina que juega un papel clave en la formación de las ventanas de filtración. Si la nefrina muta, el tamaño de los poros se va a alterar, tanto que permitirá la filtración de albúmina.
Aquí les muestro una evidencia de lo importante que es tener la barrera de filtración glomerular intacta: esa es una barrera de filtración normal con los pedicelos, la ventana de filtración, la lámina basal y el endotelio, y acá viene la sangre. Esto es obtenido de una biopsia de riñón normal.
Y acá están las cargas negativas rodeando por fuera, que son las cargas conferidas por la podocina, pero principalmente por la pocalipcina Este esquema lo encuentro súper ilustrativo.
6
Dr. Gallardo.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
Y esto es la biopsia de una muestra obtenida y procesada en la microscopía electrónica de un paciente con síndrome de Alport, en donde se ve un cambio en la morfología de los pedicelos, del endotelio y también de la lámina basal. Esta enfermedad consiste en mutaciones con pérdida de función únicamente del colágeno, o sea, basta con que yo altere una o más veces la secuencia aminoacídica del colágeno que forma la lámina basal para que se genere este desastre. Lo que nos está hablando eso es que lo que pase con el colágeno aquí, si el colágeno muta como sucede en el sindrome de Alport, esa deficiencia se irradia hacia el endotelio y hacia la ventana de filtración, alterando, además de eso, la barrera de filtración glomerular completa. El resultado de esa alteración es hematuria (porque pueden pasar células sanguíneas por los poros alterados); proteinuria (se alteran los poros de la lámina basal y los de la ventana de filtración); glomerulonefritis progresiva ligada al cromosoma X en la mayoría de los casos; mutaciones con pérdida de funciones en los colágenos IV aV; y aquí se muestran las diferentes mutaciones que se han encontrado, o sea, no hay una sola mutación que dé origen al síndrome de Alport, sino que son muchas, de las cuales todas son mutaciones con pérdida de función del colágeno IV a V.
7
Dr. Gallardo.
2016
Entonces, la lámina basal se vuelve plegada e irregular, como se muestra en la imagen como hallazgos morfológicos. Basta con alterar cualquier de componente de la lámina basal y/o de la barrera de filtración glomerular para que se desordene completa. Esto es un esquema de esto mismo. Lo que nos falta describir es lo que corresponde la mesangio. Aquí hay un esquema de las células mesangiales (en celeste). Estas células mesangiales son muy parecidas a las células musculares lisas en el sentido de que tienen actividad contráctil. Estas células son muy importantes porque aportan el sostén mecánico para los lóbulos glomerulares. Entonces, ahí está la célula mesangial, ahí está el soma de la célula endotelial (en amarillo), y aquí está el podocito: esa es la relación espacial, en el fondo la arquitectura de cómo se organiza la célula en la barrera de filtración glomerular. Entonces, lo que acabamos de ver es la estructura de esto que es la cápsula de Bowmann, interesante porque esa estructura debemos mantener para que ocurra en forma normal el primer proceso de la formación de orina que es la filtración del plasma. Ese es un proceso proactivo de los glomérulos, que es lo que vamos a analizar a continuación. Aparte de eso, los túbulos renales son capaces de modificar la composición y el volumen del filtrado glomerular.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal." Piensen ustedes que diariamente, la suma de la función del total de los glomérulos hace que estemos filtrando 180 litros de agua. De esos 180 litros de agua nosotros solo estamos excretando 1-1,5L por día, el resto de los 180 L se reabsorben completamente al organismo
2016
dual se pudo determinar que básicamente el ultrafiltrado que se forma acá en el espacio de Bowman tiene una composición idéntica al plasma, salvo la diferencia de que el ultrafiltrado carece de proteínas plasmática, al contrario del plasma.
Entonces, a lo largo del túbulo renal ocurren 2 procesos muy importantes que son la modificación de la composición y el volumen del filtrado. Uno es esta flecha que esta acá que es la reabsorción tubular el movimiento de moléculas desde el lumen hacia la sangre y el otro proceso es la secreción tubular que es el proceso inverso. - ¿Dijo que las células mesangiales pueden cambiar el volumen del filtrado? - Sí, porque tienen actividad contráctil. Entonces, la excreción de cualquier cosa en la orina va a ser igual a la filtración menos lo que se reabsorba y más lo que se secrete. Entonces, lo que vamos a partir viendo hoy día es la filtración glomerular y el flujo sanguíneo renal. -
¿La excreción y la filtración siempre van en ese orden (primero excreción y después secreción)? No, yo te las nombre en ese orden, pero ocurren en forma paralela; también puede pasar que un segmento solo reabsorba una molécula y en el siguiente segmento la misma molécula sea secretada o que no le haga nada.
Acá les muestro un esquema bastante sencillo de un nefrón: Hace muchos años, con el desarrollo de técnicas de análisis cuantitativo y cualitativo, y con el desarrollo de equipamiento más sofisticado, fue posible tomar muestras de ultrafiltrado aquí en la cápsula de Bowmann (donde indica la flecha roja). Para eso se tomó la ventaja de que hay una cepa especial de rata, cuyos glomérulos son muy superficiales, por lo que basta con poner el riñón bajo una lupa de muy buena calidad para poder puncionar un glomérulo, entrar al espacio de Bowman y tomar una muestra muy pequeña de líquido. Esa muestra se somete a un proceso de análisis químico cualitativo y cuantitativo, análisis por el
8
Dr. Gallardo.
Lo que significa de otro modo es que ese ultrafiltrado va a tener la misma concentración de glucosa, aminoácidos, electrolitos, etc. que la pasma. Hay una concentración muy pequeña de proteínas plasmáticas en el ultrafiltrado. Entonces, ahora vamos a analizar la razón por las cual no hay proteínas plasmáticas en el ultrafiltrado del plasma que se forma en la barrera.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
2016
molecular menor a 18 A filtran libremente independiente de su carga, y a partir de 18 A la filtración de moléculas se ve discriminada por la carga eléctrica neta. Acá la flecha negra marca el radio molecular efectivo de la albumina de aprox 3,6nm. Si la molécula fuera de radio 3,6 nm y fuera neutra filtraría como en un 10%, si fuera catiónica filtraría alrededor de un 50%, y como es aniónica filtra un 0%.
Este es un experimento que da cuenta de un hecho muy importante. Lo que se hizo fue medir la facilidad con que filtra (la filtrabilidad) del polisacárido. Esos polisacáridos tenían la característica de que eran de distintos tamaños, todos conocidos, y esos polisacáridos, que se llaman dextranos, eran o de carga neta positiva, neutra o negativa. Su filtrabilidad se midió en relación a otra molécula que se sabe que se filtra en un 100% Entonces, yo comparo cuanto filtra mi dextrán de determinado tamaño y carga versus la molécula que yo sé que filtra al 100%. Una molécula que filtra al 100% significa que tiene la misma filtrabilidad que esta otra molécula que yo sé que filtra al 100%. Entonces, acá tengo la filtrabilidad versus el radio molecular efectivo de dextranes aniónicos, neutros o catiónicos. El radio molecular efectivo cambia a mediada que cambia el tamaño del dextrano, entonces, aquí hay una cosa muy interesante que es que hasta aproximadamente 1,8 a 2, todos los dextranes filtran libremente, independiente de su carga todos ellos filtran libremente. Enseguida, sucede un fenómeno muy especial en el cual el riñón discrimina, porque aquellos dextranes aniónicos su filtración se reduce antes que aquellos que so, neutros y que aquellos que son catiónicos. Por ejemplo, si nosotros tomamos un dextrán que tenga aquí al medio un tamaño de 2,5, este va a filtrar aproximadamente como el 30%, pero uno de 2,45 que es neutro va a filtrar como el 19% y si es catiónico va a filtrar el 100%, entonces aparece un factor que limita la filtración que es la carga, la filtración de dextranes que son aniónicos se ve retardad cuando tienen un radio mayor a 18 amstrong entonces regla número 1todas las moléculas que tienen un radio
9
Dr. Gallardo.
Aquí ahora el experimento que se hizo es que los glomérulos fueron perfundidos por una enzima que degrada el heparan sulfato y por lo tanto le saca la carga negativa a la lámina basal, esa mala de colágeno entonces ya no va a tener glicosaminoglicanes con cargar negativa y como ustedes pueden ver ahora la filtración de las cargas se desplaza, porque ahora los poros pequeños de la lámina basal desaparecen. Incluso ustedes pueden ver ahora que la filtración de albumina que antes era prácticamente 0 ahora puede ser aprox de 20%. Entonces cuando yo hago una alteración de manera tal que hago desaparecer las cargas – de la lámina basal a través de la degradación enzimática de los GaGs la filtración glomerular se altera, y ahora el limite no es de 1,8 A como antes si no que las moléculas de hasta 2,3 - 2,5 A pueden filtrar libremente. Entonces la pérdida de cargas negativas en la barrera de filtración glomerular afecta el tamaño de los poros y modifica la función de la barrera como restricción mecánica por asunto de tamaño, y por eso se da la posibilidad de filtración de proteínas plasmáticas que antes no filtraban como la albumina. Aquí está la explicación de porqué proteínas grandes como la
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
2016
albumina no filtran, entonces aquí está el mismo grafico que les puse recién y sale el radio de la albumina (3,6 A) y entonces cuando mide eso y es anionico su filtración es de 0%. Las moléculas de 3,6 A pueden filtrar, pero siempre que sea neutra o positiva, NO NEGATIVA. Aquí está un diseño 3d de la molécula de albumina y todas las regiones que se muestran en azul son cargas positivas a pH fisiológico de 7,4 y los puntos rojos que se observan son cargas negativas al mismo pH. Lo que resulta entonces es que a pH fisiológico la albúmina es un polianión, entonces contiene muchas regiones con carga negativa y eso limita su filtración. Entonces hay 2 razones por lo cual la albumina y muchas otras proteínas plasmáticas grandes no filtran, que es por una restricción de tamaño y la segunda es una restricción eléctrica. P: ¿Hay proteínas plasmáticas que si filtran? R: Si, principalmente los péptidos pequeños como la insulina, el glucagón, la angiotensina ll, la vasopresina. P: ¿Pero esas filtran más que nada por su tamaño? R: Si, por que no alcanzan a tener una restricción de tamaño Como ustedes se han dado cuenta mantener la integridad de la barrera de filtración glomerular es un proceso que es clave, ya que si se altera se da lugar a la filtración de albumina y eso sucede en sujetos que tienen algún tipo de nefropatía y esa nefropatias es específicamente una glomerulopatia. Esta diapo muestra la nefropatía diabética que es la causa más importante de insuficiencia renal crónica, y es en realidad una glomerulopatia, ósea es una alteración en la función del glomérulo, y aquí hay algunos daos que son importantes: 200000 pacientes en terapia por nefropatía diabética y 50000 pacientes entran en el programa de hemodiálisis por año, debido solamente a nefropatía diabética. Aquí puse un comentario de esta revista de nefrología donde dice que el endotelio glomerular emerge como un factor importante en la nefropatía diabética.
10
Dr. Gallardo.
Acá tienen ustedes un esquema de a barrera de filtración normal donde se ve el lumen del capilar normal, el endotelio, el glicocalix, los poros, la lámina basal y los podocitos, los cuales producen un péptido que es el VLGF que es un factor de crecimiento y este estimula la mantención dela estructura y función de esta estructura. Acá tenemos este esquema de la barrera de filtración glomerular en un caso de nefropatía diabética. Primera cosa el glicocalix que está en el endotelio prácticamente desaparece, además se altera el tamaño de los poros y hay un engrosamiento de la lámina basal, y también hay una alteración en el tamaño de las ventanas de filtración del lado de los podocitos, por que terminamos con unos poros mucho más grandes además de una lámina basal más gruesa P: ¿Por qué se salen los podocitos? R: Porque lo que la evidencia muestra es que la diabetes además del trastorno de la homeostasis de la glucosa, secundariamente genera una enfermedad que es vascular, y todas alteraciones son producto de la alteración de a glicosilación de proteínas y del balance redox. Por eso la prevención de la diabetes es tan importante. P: ¿Qué hacia el factor de crecimiento? R: Este factor de crecimiento producido por los podocitos es un péptido que actua en forma paracrina vía receptores tirosina kinasa que mantiene la función y estructura y función de la barrera de filtración.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal." P: Puede pasar que se disminuyan os poros?
hidrostática, Cg capilar glomerular, Bowman, pi es la presión oncótica.
2016
Cb cápsula de
R: A la larga va a pasar que este glomerulo que está enfermo su capacidad de filtración se va a ver deteriorada. Este es el glomérulo que está enfermo, su capacidad de filtración se va a haber deteriorada, pero otro lo va a compensar, y al hacerlo, hace su pega más la del otro, y la hiperfiltración produce glomérulo esclerosis, se produce el esclerozamiento de la lámina basal, por lo tanto ese glomérulo al tratar de compensar también se va a deteriorar, y lo que queda sano, va a compensar a los glomérulos en falencia, es una espiral en sentido negativo, es un proceso on going hasta que tiene una función renal remanente, que no es capaz de mantener la función excretora que uno necesita tener en el riñón.
Como la proteínas plasmáticas no filtran en condiciones fisiológicas, la presión oncótica en la capsula de Bowman es cero, y la ecuación se reduce a lo que se ve en la imagen anterior:
¿Cuáles son las determinantes físicas de la filtración glomerular?
Esto es una gradiente de presión hidrostática entre el lumen del capilar y la capsula de Bowman, menos la presión oncótica de los capilares glomerulares y el termino del se conoce como coeficiente de ultrafiltración.
Son las fuerzas de Starling, son las mismas que determinan la filtración del plasma en cualquier unidad microcirculatoria. Entonces la ultrafiltración del plasma está determinada por las fuerzas de Starling que rigen el intercambio transcapilar. Entonces VFG es la velocidad de filtración glomerular, LT por a es el coeficiente de permeabilidad hidráulica, dijimos que el endotelio es ultrafenestrado, es por ello que la permeabilidad de estos al agua es muy grande y como están muy empaquetados entre sí tienen una gran área disponible para la filtración. PH es la presión
11
Dr. Gallardo.
Este coeficiente de ultrafiltración se debe a una alta permeabilidad hidráulica que tienen los capilares por sus poros grandes, y segundo por el área disponible para la filtración, que es grande porque estos capilares están muy empaquetados como si fuera un ovillo, y además hay que tener presentas que las células mesangiales que tienen actividad contráctil pueden reducir el área disponible para la filtración. Las células mesangiales al contraerse apretan el lóbulo glomerular completo, no lo topa.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
Tenemos la presión hidrostática en los capilares glomerulares, presión hidrostática de la capsula de Bowman, la presión oncótica de los capilares glomerulares, y la presión oncótica de la capsula de Bowman que es 0. Tenemos el capilar glomerular, en verde esta la presión oncótica de los capilares glomerulares, y los valores que aparecen ahí probablemente son de un mono, nunca serán de humano. La presión hidrostática en los capilares glomerulares se mantiene constante a lo largo de éstos, ese es el extremo arteriolar aferente y eferente. Pero la presión oncótica aumenta progresivamente que inicia con 25 mmHg, se explica porque las proteínas plasmáticas no filtran, y así las proteínas plasmáticas se concentran y aumenta la presión oncótica. La presión oncótica de la capsula de Bowman es cero porque las proteínas plasmáticas no filtran. La presión hidrostática de la cápsula de Bowman se mantiene constante, porque todo el líquido que va al espacio de Bowman va pasando al túbulo renal inmediatamente, a menos que se acumule líquido en la cápsula, aumentará.
¿Por qué la presión hidrostática de los capilares glomerulares se mantiene constante?
2016
Porque los capilares glomerulares están entre dos vasos de resistencia, que son la arteriola aferente y la eferente. No como en la unidad microcirculatoria, donde hay una vénula, donde la presión hidrostática disminuye debido a la filtración. Además, el lumen de las arteriolas eferentes es menor que el de las arteriolas aferentes. El área bajo la curva que está ahí es lo que se llama la presión de ultrafiltración, que es muy dependiente del flujo plasmático renal. Acá tenemos la condición normal, en verde tenemos la PH de la capsula de Bowman, en rojo esta la presión oncótica de los capilares glomerulares, y en el área café está es la presión de ultrafiltración que se va reduciendo a medida que vamos desde el extremo arteriolar aferente al extremo arteriolar eferente, y ese es el largo del capilar. (no está la imagen) ¿Qué pasa si el flujo del plasma a los glomérulos esta reducido? Sucede que la presión oncótica de los capilares glomerulares aumenta antes, y presión de filtración llegara un momento que será cero, y el resto del capilar no funcionará, es decir, no ocurrirá filtración a lo largo de él. ¿Qué pasa si ahora aumenta el flujo renal plasmático? (letra C) Sucederá que las proteínas estará disueltas en un mayor volumen de plasma, y por ende la presión oncótica aumenta menos a lo largo del capilar, y la presión de ultrafiltración casi se mantiene constante.
12
Dr. Gallardo.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal." Asá que uno de los factores que afecta a la presión de ultrafiltración es la magnitud del flujo plasmático renal.
2016
que sale por la vena renal más la concentración de X en la orina por el flujo urinario, así que lo que entra será igual a lo que sale.
En los pacientes, no podemos andar midiendo la presión hidrostática de la cápsula de Bowman ni ninguna de esas variables de Starling, porque sencillamente es incompatible, todos esos valores se obtienen de técnica invasivas. Y nosotros necesitamos desarrollar un método que tenga valor clínico y que permita saber aproximadamente el estado de la masa renal funcional, y eso se puede obtener midiendo la velocidad de filtración glomerular, es decir, la capacidad en determinado momento de filtrar el riñón.
Para ello se usa el término clearance, que significa limpiar, que alude a cuando un volumen de plasma que pasa por el glomérulo tiene la oportunidad de limpiarse de una determinada sustancia, y una vez que sale del plasma, se puede eliminar por la orina. Entonces, el clearance se basa en lo que se llama Principio del balance de masas, ese monito representa lo que se dijo al principio, es decir, que el riñón tiene una entrada que es la arteria renal, y tiene dos salidas la vena renal y el uréter, eso significa que potencialmente que una molécula que entró por la arteria renal, tiene que salir por cualquiera de las dos salidas o por ambas, el principio de balance de masas dice que lo que entra tiene que ser igual a lo que sale, da lo mismo por donde, solo que lo que entra tiene que estar balanceado con lo que sale. La entrada, es única que es la arteria renal, y va a hacer igual a la concentración de una molécula X en el plasma por el flujo plasmático renal que entra por la arteria, la salida va a ser igual a la concentración de X en el plasma por el flujo plasmático
13
Dr. Gallardo.
La salida va ser igual a la concentración de X en el plasma, por el flujo plasmático que sale por la vena renal, más la concentración de X en la orina por el flujo urinario. Asique lo que entra va ser igual que lo que sale, acá está la ecuación completa, la suma, la entrada que va ser igual con la salida, que vuelve al organismo por la vena renal, más lo que se pierde por la orina. Al concepto del clearence no le importa lo que vuelve al organismo, porque este concepto pone énfasis en la capacidad excretora del riñón, ósea en deshacerse. Por lo tanto este término de la salida por la vena renal no nos interesa, por lo que la ecuación queda reducida a eso que esta acá, donde la concentración urinaria de X por el flujo urinario partido por la concentración plasmática de X, esto será la ecuación de CLEARENCE. El clearence entonces es un flujo de plasma, que yo tengo que hacer pasar por el riñón para que el plasma se limpie de una determinada sustancia. El clearence queda en mL/min, y acá están las unidades entonces de las variables, lo más importante de esta fórmula es que las unidades tienen que ser coherentes, en el sentido que están concentraciones deben ir en las mismas unidades para de esta forma simplificarlas, y generalmente clearence queda en mL/min y estos están en mg/dL o mg/mL.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
2016
una administración endovenosa para alcanzar una concentración estable en el plasma y paralelamente hacer una cateterización vesical de manera de obtener muestras continuas de orina para ir midiendo la inulina en la orina. Asique el método es difícil, además necesito una técnica especial para medir la orina, todo esto hace que hacer clearence de inulina sea lo menos practico posible, pero es el Gold standar para medición de velocidad de filtración glomerular en protocolos de investigación, ósea si bien es cierto que la práctica clínica tiene nada de aplicabilidad en investigación si la tiene, sigue siendo el Gold estándar.
En seguida viene la pregunta de clearence de que yo puedo hacer clearence renal de lo que quiera, puedo hacer clearence de una cantidad enorme de molecula, pero otra cosa distinta es saber si ese clearence particular me sirve o no como un indicador de la velocidad de filtrado glomerular, por ende de la masa renal funcional. Por ejemplo podemos hacer clearence de glucosa de un sujeto normal y eso nos va dar 0, ese resultado no está malo, pero eso no significa que la velocidad de filtrado glomerular en el paciente sea 0, muy por el contrario, lo que significa es que elegimos el clearence de una molecula incorrecta para tratar de evaluar la masa renal funcional. Entonces que característica tiene que cumplir una molecula tal que su excreción vaya a verse reflejado en la velocidad de filtración glomerular: 1) 2) 3) 4)
Que circule libremente en el plasma Que filtre libremente en el plasma Que no sea metabolizado en ningún órgano No ser reabsorbido o secretado a lo largo del túbulo renal
Son muy pocas las moléculas que cumplen con estos requisitos de una sola vez, porque estamos pidiendo que sea uno o el otro, sino que sean todos, entonces una de las moléculas que cumple con este requisito es una molecula que se llama inulina, que es una molecula de origen vegetal muy abundante en algunas papas, y en otros tubérculos como la remolacha y la inulina es un polímero de la fructuosa que efectivamente filtra libremente, y es de origen vegetal. Eso significa que al paciente tenemos que infundírselo, tenemos que hacer
14
Dr. Gallardo.
Entonces en este esquema está representado el manejo que hace el riñón de la inulina, en el riñón entonces se disuelve en el plasma que entra por la arteriola aferente y esa inulina disuelta en el plasma se distribuye en los capilares glomerulares, y filtra libremente a través de la barrera, y la inulina que filtra no se reabsorbe ni se secreta, eso significa que toda la inulina que filtra en los glomérulos necesariamente va a aparecer en la orina, porque el túbulo renal no le hace nada, no la metaboliza, no la reabsorbe, no la secreta, eso significa que la filtración de inulina va ser igual con la excreción de inulina, y la filtración de la inulina va ser igual a la velocidad de filtración glomerular por la concentración de inulina plasmática, y eso va ser igual con la excreción de inulina, que va ser la concentración de inulina en la orina por el flujo urinario, si de esta ecuación despejamos la velocidad de filtración glomerular, nos queda esta ecuación que es lo mismo que el clearence, y esto da un valor de clearence que es de 100 a 125 mL/min y esa es la velocidad de filtración glomerular tomada en sujetos normales. Como estábamos diciendo la inulina es un polímero de la fructuosa, y por lo tanto es una molecula exógena de origen vegetal, y en la nefrología siempre ha existido interés por encontrar una molecula endógena cuyo clearence se indicador de la velocidad de filtrado glomerular, hasta el momento no ha aparecido ninguna molecula cuyo manejo sea idéntico al de la inulina, no hay una molecula endógena que sea exactamente igual que la inulina. Si hay moléculas endógenas que se acercan al manejo renal de la inulina, en general una determinada molecula endógena, va estar influida por muchos factores, el primero es la dieta, en el sentido que la alimentación puede proveer una cierta cantidad
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal." diaria de esta molecula endógena que queremos usar como marcador de la velocidad de filtrado glomerular, células que producen diariamente esta molécula. Acá tenemos la eliminación por parte del riñón cuyo clearence vamos a medir y potencialmente también puede haber eliminación por componentes del sistema gastrointestinal como el intestino e hígado, que van a alterar la concentración plasmática; entonces la concentración plasmática de una molécula endógena puede estar afectada por múltiples variables: dieta, producción por parte de la célula, eliminación extrarrenal, etc. Les menciono esto porque la molécula endógena más conocida para la velocidad de filtración glomerular es la famosa creatinina, esta es un compuesto nitrogenado que deriva de la masa muscular, en un sujeto normal es decir con masa normal, la producción diaria es constante y la creatinina se puede determinar fácilmente en plasma y en orina mediante un método enzimático de bajo costo que es el que se usa en la actualidad, en la actualidad se usa este método enzimático, y se estandariza en función de una muestra de concentración conocida de creatinina. Circula libremente en el plasma y filtra libremente en los glomérulos. Cuáles son los factores que inducen el error, es la dieta, dado que la carne cocida estimula la conversión de creatina a creatinina, asique las personas que comen grandes cantidades de carne tienen una cuota adicional de creatinina. Después G representa la célula, es decir la masa muscular, que es la principal fuente de creatinina, en la masa muscular es donde ocurre la conversión espontanea de creatina en creatinina, y como les decía si la masa muscular es normal la producción diaria de creatinina es constante. Esto determina la concentración de creatinina plasmática que se mantiene constante si la producción esta balanceada con la excreción, en el caso de un sujeto normal, la excreción extrarrenal tiene poca importancia, y la principal forma de eliminar creatinina es por el riñón, pero principalmente el paciente que tiene insuficiencia renal, la capacidad del riñón para excretar creatinina es compensada con excreción extrarrenal, es decir excreción en la materia fecal, esto altera la concentración plasmática, es decir si el tracto gastrointestinal está eliminando creatinina este nivel probablemente es más alto ,además se me olvido decir
15
Dr. Gallardo.
2016
que en la dieta estuvo de moda hace un tiempo atrás los suplementos deportivos que contienen creatina, como ustedes saben la creatina es un donante formador de ATP en el musculo, por la creatina quinasa, asique muchos físico culturista usan pastillas de creatina antes de entrenar, en la creencia de que esto les va a ayudar en la performance, en realidad más del 90% de esa tableta se va ir en la orina, sin ningún beneficio en la masa muscular, ósea el beneficio es más cerebral que muscular,
La excreción extrarrenal de creatinina aparece como un factor compensatorio importante al déficit de la función renal.
Existen un montón de factores que afectan la creatinina sérica:
-
Edad.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal." Género. La mujer tiene una menor cantidad de masa muscular ( 15% menos que los hombres) - Factor raza. Los afroamericanos tienen mayores niveles plasmáticos de creatinina. - Dieta. Las personas que son vegetarianas van a tener u aporte casi nulo de creatinina en la alimentación Hay algunos fármacos que aumentan la concentración plasmática de creatinina.
-
2016
Protocolo para hacer un clearance de creatinina.
¿Cuál es el manejo renal de la creatinina?
Al paciente hay que solicitarle que haga vaciado vesical antes de empezar la recolección e inicia la recolección durante un periodo de 24 horas, eso significa que todo volumen vaciado que esté incluido en ese periodo de tiempo debe ser recolectado esté donde esté. Entonces primero lo que se debe hacer es un vaciado vesical y eso es una cosa que los pacientes nunca entienden porque generalmente esa orina que está en la vejiga a tiempo cero la incorporan en el volumen y esa orina que está en la vejiga es de tiempos anteriores al tiempo cero. La creatinina circula libremente en el plasma lo que significa que no circula unida a proteínas plasmáticas y por lo tanto la concentración sérica que uno está midiendo es real. Si la creatinina se uniera a proteínas plasmáticas la concentración libre que uno mide es una fracción del total. La creatinina filtra libremente en los glomérulos pero otro factor de error es que a lo largo del túbulo renal proximal hay secreción tubular de creatinina por un factor indeterminado. La excreción urinaria de creatinina supera a la filtración de creatinina por un factor que se desconoce.
La determinación de creatinina urinaria se hace por el mismo método enzimático que en el plasma y se estandariza en función de una muestra de creatinina de concentración conocida proporcionada por el fabricante del método enzimático. La excreción urinaria en hombres de creatinina es 20-25 mg por kilogramo de peso y por día, así que conociendo la concentración de creatinina urinaria y el volumen de orina y cuánto pesa el sujeto uno puede calcular cuánto está excretando. Generalmente cuando la excreción urinaria se sale de este rango significa que la recolección de orina estuvo errónea y el día que el sujeto lleva la muestra de orina al laboratorio tiene que ir en ayuna porque le sacan una muestra de sangre para obtener el plasma, para obtener el suero en el cual se determina la creatinina por el mismo método. El clearence de creatinina ningún nefrólogo lo usa a no ser que tengan al paciente hospitalizado porque tiene numerosas fuentes de error como por ejemplo error en
16
Dr. Gallardo.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
2016
la recolección del periodo de orina y eso fácilmente se puede saber cuándo la enfermera entrevista al paciente. El rango de creatinina plasmática en los hombres es de 0,8-1,3 mg/dl y el de las mujeres es de 0,6-1,0 mg/dl.
Dado entonces que hacer clearance propiamente tal es engorroso, induce a errores por la recolección de la muestra de orina, lo que se hace es estimar la velocidad de filtración glomerular y por ende la masa renal funcional a partir solo de la creatinina plasmática y para ello entonces se han desarrollado ecuaciones que incluyen distintos parámetros como la edad, el peso y el género. Todas estas ecuaciones tienen una confiabilidad que es limitada pero que funciona bien en pacientes normales y en pacientes con nefropatías. Una persona que presenta una glomerulopatía la velocidad de filtración glomerular va a ir declinando paulatinamente a lo largo de los años, y eso se va a determinar a través de un clearance de creatinina. Una de las fórmulas más populares que hubo más conocida y más usada fue la fórmula de Cockcroft la cual permite estimar el clearance de creatinina a partir de la creatinina plasmática, edad, peso y género.
Esta ecuación tiene dos problemas: el primer problema es que el peso está incluido en el numerador y por lo tanto va a sobreestimar el clearance de creatinina en sujetos obesos o en sujetos que tengan edema, lo segundo es que cuando se desarrolló esta ecuación la creatinina plasmática se medía mediante un método que era colorimétrico, es decir, a una muestra de plasma se le agrega un reactivo y se genera una reacción coloreada, se genera un producto que es coloreado y ese color es proporcional a la concentración de creatinina que hay en la muestra, excepto que el reactante que se usa en el método reconoce también otras moléculas que daban el mismo color, ósea la principal fuente de color (amarillo) era la creatinina, pero también hay otras moléculas que reaccionan con este reactante y también producen color amarillo en una cantidad indeterminada, entonces sobreestimaba la concentración plasmática. Por esta razón es que esta fórmula ya no la usan los nefrólogos. Además es un hecho que l as mujeres tengan una m enor masa muscular pero no está determinado que sea un 15% menor que la masa de los hombres así que ese 0,85 que se multiplica en la ecuación si es mujer también puede ser 0,80 como también puede ser 0,70. Esta fórmula ha sido reemplazada por otra fórmula que es la MDRD para estimar la velocidad de filtración glomerular donde se usa la creatina sérica estandarizada, edad, género y raza y esta validada en adultos pero no está validada ni en niños ni en embarazadas y también infraestima la velocidad de filtración glomerular en sujetos que tengan altas velocidades de filtración glomerular.
17
Dr. Gallardo.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
En este caso la velocidad de filtración glomerular queda expresada en ml/min multiplicado por 1,73 metro cuadrados que es la superficie corporal. Los componentes de la formula son: creatinina sérica que se expresa en mg/dl y ese producto hay que multiplicarlo por 0,742 en el caso de mujeres y hay otro factor que es el de afroamericanos. P: ¿Por qué infraestima en el caso de sujetos con velocidad de filtración glomerular elevada? R: no sé, puede ser por la superficie corporal no creo que tenga que ver con glomérulos más grandes o cosas así. P: Entonces qué determina ese 0,742? El efecto de la masa muscular, lo sigue considerando. Y está es la fórmula que se usa actualmente en nefrología y que después se las van a enseñar de nuevo en medicina interna. Este gráfico representa la velocidad de filtración glomerular (VFG) medida versus la velocidad de filtración glomerular estimada. Entonces ese punto 0 significa que la VFG estimada por la fórmula es la misma que la medida; acá está la sobrestimación y la infraestimación. Lo que esto quiere decir que la mayoría de las mediciones están en un rango que está muy próximo a la identidad, dicho de otra manera, la diferencia entre la VFG estimada y medida es muy poca, es un error que puede ser menos de 5%. Otro compuesto que podría ser utilizado para la medición de la VFG es la urea pero en realidad es peor que la creatinina; el uso de la urea está muy limitado por
18
Dr. Gallardo.
2016
lo siguiente: la producción de urea va a depender de la ingesta de proteínas, es decir si una persona come mucha o poca cantidad de proteínas esto va a tener un impacto en la concentración de urea plasmática (BUN); además de lo anterior van a existir condiciones en los que se va a favorecer el aumento de la concentración de urea plasmática por ejemplo cuando un sujeto está contraído de volumen, cuando el volumen de líquido celular está reducido la reabsorción de urea en el riñón aumenta y por lo tanto aumenta su concentración, pero no por eso va a haber un aumento en la VFG, en resumen la urea plasmática está sujeta a numerosos factores que son imposible de abarcar por completo en una ecuación. FLUJO SANGUINEO RENAL (FSR) Es aproximadamente ¼ del gasto cardíaco en reposo, así que tenemos 1200 mL de sangre por minuto que riegan ambas arterias renales, que corresponde al 25% del gasto cardíaco en reposo, es precisamente este flujo sanguíneo renal tan alto el que nos permite sostener una velocidad de filtración glomerular (VFG) del orden de los 100-125 mL por minuto. El flujo sanguíneo renal cumple el propósito de todos los flujos sanguíneos en los órganos, excepto que además el FSR sustenta la filtración glomerular; de los 1200 mL por minuto un 90% va hacia la corteza, que es donde están los glomérulos y donde ocurre la filtración, y el otro 10% se va a la médula. Entonces, además de cumplir el papel de flujo sanguíneo como en cualquier otro órgano, el FSR mantiene la VFG y es importante en el mecanismo de concentración y dilución urinaria.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
2016
Acá tenemos el mismo esquema que les mostraba anteriormente, ahí tenemos los glomérulos que están recibiendo sangre por la arteriola aferente y drenando por la eferente. Acá está la corteza que está recibiendo el 90% del FSR (bastante alto), y el otro 10% que se va a la médula renal.
arteriola
La presión sanguínea en función de los vasos sanguíneos acá está la arteria renal y ahí la vena renal y como cabe esperar el principal sitio de caída de la resistencia, el principal sitio de caída de la presión ocurre entre la arteriola aferente y la arteriola eferente. (Entre las arteriolas aferente y eferente ocurre la principal caída de la presión arterial). La presión baja en los capilares peritubulares y es prácticamente 0 en la vena renal. Así que la gran caída de presión ocurre en el lecho capilar que está en la corteza, entre la arteriola aferente y la arteriola eferente. Como las arteriolas son los grandes determinantes de la presión que hay en los glomérulos, sucede que el tono de las arteriolas va a determinar el flujo de sangre que pasa o que sale de los capilares glomerulares. Entonces acá tenemos representados los capilares glomerulares y las arteriolas aferente y eferente, y aquí están sus valores en condiciones basales: 100mmHg de presión arterial media (PAM), 60mmHg de presión hidrostática de los capilares glomerulares y 20mmHg en los capilares peritubulares. Entonces lo que vamos a hacer ahora es modificar el tono arteriolar, es decir, vamos a modificar el estado contráctil del músculo liso de la
19
Dr. Gallardo.
arteriola. Cuando modificamos una modificamos la otra, es una a la vez.
no
En la letra B vamos a aumentar el tono de la arteriola aferente, entonces ahora el músculo liso de la pared arteriolar aferente aumenta su tono y eso hace que la presión hidrostática en los capilares glomerulares se reduzca y pase de 60mmHg a 40mmHg y eso obviamente va a hacer que se reduzca la VFG, ya que como la resistencia aumentó está pasando menos sangre desde la arteriola hacia los capilares glomerulares por lo tanto el flujo sanguíneo renal disminuyó.
Ahora vamos a aumentar el tono de la arteriola eferente (la salida). El flujo sanguíneo renal disminuye ya que está entrando menos sangre. Como hay mayor resistencia para la salida de sangre va a haber un aumento de la presión hidrostática y eso hace que la VFG aumente.
Ahora noten que el aumentar la VFG significa que un determinado volumen de plasma que llega vamos a filtrar más. Acá está llegando un determinado flujo de plasma del cual estamos filtrando 100 mL por minuto.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
2016
año pasado que lo resume), pero en la eferente no se toca la llave de entrada, se cierra la llave de salida por lo tanto la presión aumenta y la presión en los capilares cae. P: no me quedó claro lo que dijo de la fracción de filtración
El flujo sanguíneo renal (FSR) son 1200 mL por minuto, en esos 1200 mL de FSR hay 600 mL por minuto que corresponden a plasma, si es que uno tiene un hematocrito normal, de esos 600 mL uno está filtrando 100 mL de plasma por minuto; el porcentaje de plasma que se filtra es lo que se conoce como fracción de filtración y corresponde a un 15-20% del plasma del flujo. Cuando se contrae el tono de la arteriola eferente, habrá una mayor proporción de plasma que va a filtrar respecto del que llega, por lo tanto la fracción de filtración aumenta. En el punto D vamos a dilatar la arteriola eferente y el flujo sanguíneo que va a llegar a estos capilares es mayor y por ende aumenta la VFG, como ambos factores aumentan la fracción de filtración se mantiene constante. El aumento de la resistencia aferente lo puedo hacer a través del sistema simpático, es decir norepinefrina vía receptores alfa 1. El aumento de la resistencia eferente se lleva a cabo vía angiotensina II. P: no entiendo por qué tiene mayor efecto aumentar la resistencia en la eferente R: en el aferente se está cerrando la llave de entrada y por eso la presión aquí cae, y como la llave de salida está normal la presión en los capilares debiera mantenerse normal(ojo, porque antes dijo que se reducía la presión hidrostática en los capilares, así que mejor confirmarlo voy a poner el cuadro del tipeo del
20
Dr. Gallardo.
R: es el porcentaje de plasma que se filtra en los glomérulos, ¿tú estás consciente de que en un volumen de sangre hay un porcentaje de plasma y otro porcentaje de células, cierto? Para un flujo de 1200 mL en un individuo normal 600-700 mL corresponden a plasma y de ese porcentaje de plasma se filtran 100-120 mL por minuto. Con un flujo de 1200 ml/min con un hematocrito normal entre 600 y 700 ml son de plasma y de éstos filtran 100120 ml/min. El resultado de la fracción entre lo que filtra y el plasma que pasa por los capilares es lo que se llama fracción de filtración. Si se contrae la arteriola aferente la VFG cae porque no llega sangre a los glomérulos. El FPR cae y como no está llegando sangre la presión hidrostática renal también cae. Todo cae, porque estamos bloqueando la entrada. Los tres parámetros cambian en la misma dirección y sentido. Si aumento el tono de la arteriola eferente (podría ser un glomérulo cultivado en Angiotensina II), estamos bloqueando la salida. El FPR disminuye, pero el líquido que está adentro se empieza a acumular y es sometido a mayor presión, por lo tanto la presión tiende a aumentar y luego estabilizarse. La VFG primero aumenta y después cae, primero aumenta por el aumento de la presión hidrostática lo que hace que filtre más líquido, pero al filtrar más líquido la proteína que está adentro se concentra y hace que la presión oncótica aumente y la VFG empiece a decaer. Por lo tanto es un efecto dependiente del tiempo que se ve en 2 etapas.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
2016
Existen dos mecanismos para explicar la autorregulación, el miogénico o presión dependiente y el feedback túbulo glomerular. En el mecanismo presión dependiente la distensión de la pared de las células musculares lisas de la arteriola aferente hace que se abran canales TRP sensibles a estiramiento y se produzca una despolarización. Por otro lado, el mecanismo de feedback túbulo glomerular es una inter relación entre glomérulo y túbulo. La VFG cae cuando se le entrega mucho NaCl a la mácula densa. Es una señal que se genera en el túbulo y afecta al glomérulo. Al aumentar la entrega de NaCl a la mácula densa se disminuye la VFG. Las células granulares yuxtaglomerulares secretoras de renina y tienen inervación simpática.
son
En la mácula densa hay células epiteliales que censan la entrega de NaCl. El flujo sanguíneo renal, al igual que el flujo hacia otros órganos está sometido a un fenómeno de autorregulación. Entre 80 y 180 mm de Hg de PAM el FPR y la VFG se mantienen constantes. Esto ocurre en el órgano aislado y denervado, en ausencia de efectos del sistema nervioso autónomo y de hormonas circulantes. Es un efecto intrínseco del órgano. La autorregulación sirve para mantener la VFG a pesar de fluctuaciones de la presión arterial y además permite mantener constante la entrega de solutos a los túbulos renales.
21
Dr. Gallardo.
Las células mesangiales extraglomerulares, las células musculares lisas de la arteriola aferente y las células granulares secretoras de renina están acopladas entre sí por Gap junctions, por lo tanto una señal que se genere en cualquiera de estas celulas puede pasar a la otra. Las células de la macula densa en su membrana apical presentan el transportador NKCC2 (Na + K +2 Cl) y este es el que les permite transportar el NaCl. Al subir el transporte de Na aumenta el funcionamiento de la bomba y pasan 2 cosas; el ATP se degrada a ADP pudiendo éste salir de la célula y también puede salir el ATP por si solo de la célula a través de unos canales llamados panexinas. La adenosina se une a receptores A1 o el ATP se une a receptores P2X y ambos provocan un aumento en el Ca citosólico. El aumento de Ca provoca la contracción en la pared de la arteriola aferente y al mismo tiempo inhibe la secreción de renina. El ATP puede generar adenosina en el mesangio gracias a la enzima nucleotidasa que se expresa en la membrana de las células mesangiales extraglomerulares. El efecto neto será una disminución en la VFG y a la vez inhibe la secreción de renina en las células yuxtaglomerulares.
Fisiología II: Clase 6 "Estructura funcional renal. Filtración glomerular y flujo sanguíneo renal."
22
Dr. Gallardo.
2016
