Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Medicina Escuela Académico Profesional de Tecnología Médica Área de Radiología
Curso de Fisiología Título: Aplicación de la Depuración Clínica Clínica
Apellidos y Nombres :
Ruiz Garcia, Aracely Thalia Saldaña Gonzales, Bryan Gilmer Sato Gonzales, Lucia Akemi Seminario Álvarez, Jesús Enrique Serna Pariona, Liena Raiza Suazo Villarroel, Carla Vanessa Torres Carrasco, Diego
2016
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APLICACIÓN A LA DEPURACION CLINICA 1. Concepto de Depuración. Formula de la Depuración 2. Usos de la Depuración Medición y Filtración Glomerular ( Depuración inulina/ Depuración creatinina) Flujo Plasmático Renal Efectivo y Total. Flujo de Sangre Renal Efectivo y Total. Fracción de Filtración y Fracción de Excreción. Masa Total de Reabsorción y Secreción Tubular. 3. Ventajas y Desventajas del método de Depuración. 4. Bibliografía
Aplicación a la Depuración Clínica
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1. Depuración Eliminación de la suciedad, impurezas o sustancias nocivas de una cosa.
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Depuración de Creatinina: El análisis clínico de depuración de creatinina compara el nivel de creatinina en la orina con su nivel en la sangre. (La creatinina es un producto de la descomposición de la creatina, que es una parte importante del músculo). Es una prueba de laboratorio que se hace con el fin de monitorizar el funcionamiento de los riñones. Sirve para valorar el grado de insuficiencia renal.
Procedimiento: Se recoge la orina de 24 horas, junto con una muestra de sangre y se comparan ambas cantidades.
Formula: •
La fórmula para calcular el aclaramiento es: UCr (mg/dl) x Vu (ml) x 1,73 /SCr (mg/dl) x 1440 x S
ACr es aclaramiento de creatinina. •
UCr es creatinina en orina.
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Vu es volumen de orina.
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SCr es creatinina en suero.
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S es superficie corporal.
•
Los valores normales están entre 88 y 128 ml/min.
2. Usos de la Depuración
Medición de la Filtración Glomerular
Proceso efectuado en el riñón que permite una depuración de la sangre a medida que ésta fluye a través de los capilares glomerulares; el agua y las sustancias contenidas en la sangre se filtran y se dirigen hacia la cápsula de Bowman. Los únicos elementos que no son filtrados son las células sanguíneas y la mayor parte de las proteínas. El líquido filtrado originará la orina mediante sucesivos mecanismos de reabsorción y secreción.
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Caracteristicas de una sustancia apropiada para medir la VFG mediante la determinación de su depuración.
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Que filtre libremente(es decir que no se una a las proteínas en el plasma ni sea “cernida” en el proceso de ultrafiltración.
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Que no sea reabsorbida ni secretada por los túbulos.
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Que no sea metabolizada.
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Que no sea almacenada en los riñones.
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Que no sea toxica.
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Que no afecte la velocidad de filtración.
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Que de preferencia sea fácil de medir en el plasma y la orina.
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Para cualquier sustancia que cumpla esas características la cantidad filtrada por minuto será igual a la cantidad excretada por minuto.
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Cantidad filtrada/min =concentración plasmática (g/L) x volumen plasmático filtrado/min(L/min).
•
Cantidad excretada/min = concentración urinaria (g/L) x volumen urinario excretado/min(L/min).
•
Volumen plasmático/min x concentración plasmática = concentración urinaria x volumen urinario/min.
•
Podemos despejar:
•
Volumen plasmático/min =
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Esto representa el volumen de plasma que en un minuto es completamente limpiado, aclarado o depurado e esa sustancia y se le conoce como clearence o depuración.
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Depuración Inulina
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La inulina es un glúcido de excreción renal. En el riñón se filtra y no se reabsorbe ni se secreta , por lo que en la orina aparece todo lo filtrado, siendo en consecuencia un buen marcador de la función renal ya que el aclaramiento de inulina coincide con el flujo de filtrado glomerular.
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En general las substancias cuyo aclaramiento es mayor que el de la inulina es porque en el riñón se filtran y también se segregan y aquellas cuyo aclaramiento es menor que el de la inulina es porque en el riñón se filtran y se reabsorben. El aclaramiento nulo puede ser como en la glucosa, porque se filtran y reabsorben totalmente, pero también es lo que ocurre cuando una substancia no se filtra, ni se segrega, como es el caso de las proteínas de elevado peso molecular.
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excretada = filtrada - reabsorbida + segregada
•
se simplifica a:
•
excretada = filtrada
•
Para medir la filtracion glomerular
•
Para medir la filtración glomerular se utiliza la inulina, polímero de la fructosa con peso molecular 5200, que se encuentra en el tubérculo de la dalia.
•
Por ejemplo:
•
Si una persona Pin = 0.25 mg/mL
•
Y tiene V = 0.9 mL/min
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Se suele encontrar Uin = 35mg/mL
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•
Volumen plasmático filtrado =
•
Si recordamos nuestra formula de la depuración:
•
La velocidad o tasa o flujo de filtración glomerular es la depuración de inulina.
=126 mL/min
Depuración de Creatinina
•
La creatinina es un desecho químico producto de la creatina. La creatina es un químico que el cuerpo produce para suministrar energía, principalmente a los músculos.
•
Al comparar el nivel de creatinina en la orina con el nivel de creatinina en la sangre, esta prueba calcula la tasa de filtración glomerular (TFG). La TFG es una medición de qué tan bien están trabajando los riñones, especialmente sus unidades de filtración. Estas unidades de f iltración se conocen como glomérulos.
•
La creatinina se excreta (elimina) del cuerpo por completo a través de los riñones. Si la actividad renal es anormal, el nivel de creatinina en la sangre aumenta, debido a que se elimina menos creatinina a través de la orina.
•
La depuración de creatinina se reduce con: •
Insuficiencia renal crónica o aguda (insuficiencia renal)
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Trastornos de las vías urinarias (cálculos, malformaciones, o “hidronefrosis” profesional)
•
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Medicamentos (medidas de supervisión durante el tratamiento con antibióticos como eritromicina y terapia con citotóxicos)
La depuración de creatinina aumenta en las siguientes situaciones: •
Reducción de la masa muscular
•
Embarazo
•
Etapa temprana de la diabetes mellitus
Valores normales de creatinina Los valores normales de creatinina se sitúa en los hombres adultos entre 0,7 y 1,3 mg/dl.
o
o
En las mujeres adultas, se sitúa entre 0,5 y 1,2 mg/dl.
o
Mientras que en los niños, se suele situar de 0,2 y 1 mg/dl.
o
Significado de los resultados anormales
o
•
Los resultados anormales (depuración de la creatinina por debajo de lo normal) pueden indicar:
o
Problemas renales como el daño a las células tubulares
o
Insuficiencia renal
o
Muy poco flujo de sangre hacia los riñones
o
Daño a las unidades de filtración en los riñones
o
Pérdida de líquidos corporales (deshidratación)
o
Obstrucción de la salida de la vejiga
o
Insuficiencia cardíaca.
FLUJO PLASMÁTICO RENAL EFECTIVO Y TOTAL
FLUJO PLASMÁTICO RENAL •
El flujo plasmático renal es la depuración de una sustancia que resulte extraída por completo de la sangre durante su paso a través de los riñones. Se puede definir como la cantidad de plasma sanguíneo que llega a atravesar los riñones en un minuto.
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El flujo plasmático renal (FPR) puede calcularse a partir del aclaramiento de un ácido orgánico, el ácido para-amino-hipúrico (PAH).
FLUJO PLASMATICO (PRINCIPIO DE FICK)
•
Según el principio de Fick , la cantidad de una sustancia que entra en un órgano es igual a la cantidad de sustancia que sale del mismo. Aplicado al riñón, el principio de Fick dice que la cantidad de una sustancia que entra en el riñón por la arteria renal es igual a la cantidad de sustancia que deja el riñón por la vena renal más la cantidad excretada por la orina.
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FLUJO PLASMATICO RENAL EFECTIVO
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Cantidad de plasma que afluye a las partes del riñón que participan en la producción de orina. Es el volumen de plasma perfundido por los túbulos renales por unidad de tiempo, que normalmente se mide con el aclaramiento del ácido p-aminohipúrico. Debe distinguirse del flujo plasmático renal, que es aproximadamente un 10 % mayor que el flujo plasmático renal efectivo.
Depuración del PAH
•
El ácido para- aminohipúrico (PAH), a baja concentración plasmática, tiene este comportamiento, es decir, a través de la filtración y la secreción activa de esta sustancia se extrae la totalidad que ingreso con el flujo plasmático renal efectivo.
•
De este razonamiento se puede afirmar que el volumen del plasma depurado en el PAH es equivalente al flujo plasmático renal efectivo.
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Esta prueba se utiliza para la determinación del flujo sanguíneo renal efectivo. El p-aminohipurato sódico, es una sustancia que se elimina prácticamente en su totalidad por filtración glomerular y secreción tubular. Por tanto, la medida de las cantidades de ácido p-aminohipúrico en la orina permite calcular con bastante exactitud el flujo sanguíneo renal.
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Hay que tener en cuenta que esta prueba es válida para la determinación del flujo renal efectivo (ya sea plasmático o sanguíneo) en tanto en cuanto los niveles de p-aminohipurato se mantienen por debajo de los 40-60 mg/ml. Por encima de estos niveles, los transportadores tubulares se saturan y la secreción tubular deja de ser lineal con las concentraciones plasmáticas.
•
Método: el p-aminohipurato sódico se administra por infusión intravenosa para conseguir unas concentraciones plasmáticas constantes de 20 mg/ ml. Esto se consigue mediante una dosis inicial de 6 a 10 mg/kg, seguida de una infusión a razón de 10 a 24 mg/min. La orina se recoge a intervalos fijados para medir volumen y concentración de aminohipurato.
•
ℎ () = ℎ ()
•
Uso de la prueba de depuración del PAH para medir FPRefectivo:
•
Determinación del FPRefectivo:
•
En la sangre se mide la concentraron de PAH: [PAH] p.
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En la orina recogida en un tiempo determinado se mide:
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Volumen Vo y la concentración de PAH: [PAH] o.
•
Con estos datos se calcula la depuración de PAH:
•
D PAH= [PAH]o x Vo/[PAH]p
•
Se entiende que:
•
FPRefectiva = [PAH] o x Vo / [PAH] p
• Ejemplo: • A un paciente joven se le sacó los siguientes datos: •
Orina [PAH]: 14mg/ml
•
Vo: 0.9ml/min
•
[PAH]p : 0.02mg/ml
•
FPRE= 14mg/ml x 0.9ml/min /0.02mg/ml = 630mg/ml
FLUJO PLASMÁTICO RENAL TOTAL:
•
Cuando el PAH pasa a través del riñón, se filtra en los túbulos un 90% y el otro 10 % continua en sangre.
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FPRTotal = FRPR/ EXTRACCION DEL PAH •
Después de haber obtenido el FPRE, se obtendrá el FPRT, tomando en cuenta el coeficiente de extracción del PAH que es del 90% = 0.90
•
Con el ejercicio anterior:
FPRTotal = FRPR/ EXTRACCION DEL PAH = 630mg/ml /0.90 = 700ml /min
•
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• •
FLUJO SANGUINEO RENAL Representa el 20% del gasto cardiaco y en el adulto es de 1,2 litros de sangre por minuto (0,6 litros de plasma por minuto). La distribución intrarrenal no es uniforme, correspondiendo el 75% a la corteza renal y el 25% a la medular. Un 20% del volumen plasmático atraviesa los capilares glomerulares, siendo el volumen del filtrado glomerular de 120 ml/min. Hay un sistema de autorregulación, intrínseco del flujo sanguíneo renal, por el que se mantiene constante el flujo sanguíneo, frente a las variaciones de la presión de filtración. El objetivo este flujo adicional es aportar suficiente plasma para la elevada filtración glomerular . La cantidad de sangre que llega al riñón es superior a las de los otros órganos porque es en este lugar donde la sangre va a ser depurada y a través del cual se mantienen la homeostasis del medio interno.
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relacionados directamente, la presión hidróstatica de los capilares depende de la presión arterial, la cual está a su vez relacionada con el flujo sanguíneo renal. De hecho, existen mecanismos de regulación que aumentan o reducen la tasa de filtración glomerular según se modifique el flujo renal El flujo renal se determina inyectando por vía intravenosa una infusión constante de para-aminohipurico una sustancia que se elimina de la sangre casi en su totalidad por filtración glomerular y secreción tubular. DETERMINANTES DEL FLUJO SANGUINEO RENAL El flujo sanguíneo renal esta determinado por la diferencia entre las presiones en la arteria renal y vena renal dividido entre la resistencia vascular total renal . La presión de la vena renal es de 3 – 4mmhg , la resistencia vascular total depende sobretodo de las arteriolas aferente y eferentes . REGULACION DEL FLUJO SANGUINEO RENAL El principal mecanismo para cambiar el flujo sanguíneo es cambiando la resistencia vascular. Sistema nervioso simpático : las arteriolas aferentes están inervadas por fibras nerviosas simpáticas que producen vasoconstricción por lo tanto hace que el FSR (flujo sanguíneo renal ) y TFG ( tasa de filtración glomerular) disminuyan. Angiotensina II: es un potente vasoconstrictos de las arteriolas aferente y eferentes , por lo tanto aumenta resistencia y disminuye el fsr Prostaglandinas : causan la vasodilatación de las arterioral por lo tanto modulan la vasoconstricción producida por el sistema nervioso y la angiotensina
FLUJO SANGUINEO RENAL TOTAL No toda la sangre liberada en el glomérulo es filtrada hacia la cápsula glomerular; casi toda la sangre glomerular pasa a través de la arteriola eferente y los capilares peritubulares. Parte del ácido paraaminohipúrico (PAH) de la sangre glomerular es filtrado a la cápsula glomerular (de Bowman) b). El PAH presente en la sangre que no fue filtrada se secreta desde los capilares peritubulares a la nefrona c), de manera que toda la sangre que abandona los riñones está libre de PAH d). Por tanto, la depuración de PAH es igual al flujo sanguíneo renal total Se ha determinado que la depuración normal de PAH promedia 625 ml/,min. Aplicación a la Depuración Clínica
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El restante 80% pasa a la arteriola eferente. La filtración y la secreción sólo eliminan las moléculas disueltas en el plasma, de manera que la depuración del PAH mide en realidad el flujo plasmático renal. Para convertir éste en el flujo sanguíneo renal total, debe tomarse en cuenta el volumen de la sangre representado por los eritrocitos. Si, por ejemplo, el hematócrito es de 45, los eritrocitos representan 45% del volumen de la sangre y el plasma representa el restante 55%. El flujo sanguíneo renal total se calcula dividiendo la depuración del PAH por la fracción del volumen de sangre representada por el plasma . • FSRT = 1− • Donde • FSRT: flujo sanguíneo renal total • FPRE: flujo plasmático renal total • HCT: nivel de hematocrito FLUJO SANGUINEO RENAL EFECTIVO = • FSRE FPRE • Dónde: 1 - Hct • FSRE : flujo sanguíneo renal efectivo • FPRE : flujo plasmatico renal efectivo • HCT : nivel de hematocrito •
Fracción de Filtración y Fracción de Excreción El glomérulo cumple la función de depuración, en la que la sangre que llega a el es “limpiada” de sustancias que podrían: ser toxicas y van a ser
excretadas o de sustancias útiles que serán reabsorbidas. La alta presión obliga a moléculas pequeñas de un promedio máximo de 70 kDa (agua, glucosa, aminoácidos, cloruro de sodio y urea) pasen a través del filtro. La ultrafiltración es este tipo de filtración de alta presión. El fluido formado de esta manera es llamado filtrado glomerular.
Fracción de filtración: Relación entre el filtrado glomerular y el flujo plasmático renal y resulta, aproximadamente, de 1/5. El filtrado glomerular normal en un adulto es alrededor de 120 ml/min y el flujo sanguíneo renal es alrededor del 20% del gasto cardiaco (1-1,2 l/min). Para un hematocrito del 45%, el flujo plasmático renal sería de unos 600 ml de plasma por minuto. El flujo plasmático renal se puede calcular haciendo uso del principio de Fick, que de forma práctica nos dice “la cantidad de sustancia que ingresa a un órgano es igual a la que sale”. Por tanto en el caso del riñón, las sustancias
que ingresan por la arteria renal debe ser igual a las que regresan por la vena renal, pero ya que se realiza la filtración de lo que posteriormente se convertirá en orina, debemos obtener que la suma de la cantidad de sustancias que salen de la vena renal y en la orina deben ser iguales a la cantidad de sustancia de la arteria renal. Finalmente obtenemos una fórmula
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para calcular el flujo plasmático renal a partir de los valores de aclaramiento del ácido para-amino hipúrico (PAH): Flujo plasmático renal=
[] [] . −[]
Donde: PAH: acido para-amino hipúrico La fórmula para el cálculo de la fracción de filtración es: Fracción de filtración=
La relación de 1 a 5 es porque por cada mililitro de plasma que pasa por la arteriola aferente llega por la arteriola eferente solo el 80 %, es decir, el 20% fue ultrafiltrado.
Fracción de excreción: Proporción de una sustancia, filtrada a nivel glomerular, que es finalmente excretada por la orina Se calcula: Fracción de excreción=
. .
x 100
La fracción de excreción se puede realizar de sustancias que nos permitan verificar el funcionamiento del riñon. Como es:
Fracción de excreción de sodio Fracción de excreción de urea Fracción de excreción de potasio
REABSORCION Y SECRECION TUBULAR La filtración glomerular da lugar a grandes cantidades de ultrafiltrado de plasma. Si este ultrafiltrado se excretara inalterado se perderían estas cantidades por la orina: 180 l de agua 25.200 mEq de 〖〗+
19.800 mEq de 〖〗−
4.320 mEq de 〖3〗− 14.400 mg de glucosa Estas pérdidas representan 10 veces mayor que la que se encuentra en todo el LEC. Pero tenemos mecanismos reabsorbidos de las células epiteliales que revisten el túbulo renal devuelven estas sustancias a la circulación y al LEC.
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Los mecanismo de secreción de las células epiteliales eliminan ciertas sustancias de la sangre peritubular capilar y lo añades a la orina.
MEDICION DE LA REABSORCION Y SECRECION REABSORCION: El agua y numerosos solutos son reabsorbidos del filtrado glomerular hacia la sangre capilar peritubular. Los mecanismos de reabsorción incluyen transportadores en las membranas de las células epiteliales renales. SECRECION: Algunas sustancias (p. ej., ácidos orgánicos, bases orgánicas, K+) se segregan de la sangre peritubular capilar al líquido tubular. La secreción proporciona un mecanismo para excretar sustancias por la orina. Igual que en la reabsorción, los mecanismos de secreción incluyen transportadores en las membranas de las células epiteliales que revisten la nefr ona. Para la tasa de reabsorción o secreción utilizaremos la siguiente ecuación:
Tasa de Reabsorción o secreción = Carga Fitrada – Tasa de excreción
GLUCOSA: EJEMPLO DE REABSORCION La glucosa es filtrada a la través de los capilares glomerulares y reabsorbida por las células epiteliales del túbulo contorneado proximal. La reabsorción de la glucosa incluye dos pasos Contransporte de 〖〗+ - glucosa por la membrana luminal Transporte facilitado de la glucosa por la membrana peritubular. Hay un número limitado de transporte de glucosa, el mecanismo es saturable, es decir, tiene un transporte máximo.
MECANISMO CELULAR DE REABSORCION DE LA GLUCOSA La membrana luminal de las células epiteliales está en contacto con el líquido tubular (lumen) y contiene el cotransportador de Na+ -glucosa. La membrana peritubular o la membrana basolateral de las células da a la sangre capilar peritubular y contiene la Na+-K+ ATPasa y el transportador facilitado de glucosa. Existen 3 pasos:
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1. La glucosa se mueve del líquido tubular a la célula con el cotransportador de Na+-glucosa (llamado SGLT) en la membrana luminal. Dos iones Na+ y una glucosa. Se unen a la proteina cotransportadora, la proteina gira en la membrana y Na+ y glucosa se liberan al LIC. En este paso, la glucosa se transporta en contra de un gradiente electroquímico; la energía para este transporte ascendente de glucosa procede del movimiento descendente de Na+. 2. El gradiente de Na+ se mantiene por la Na+-K+ ATPasa en la membrana peritubular. Debido a que el ATP se usa directamente para dar energía a la Na+-K+ ATPasa e indirectamente para mantener el gradiente de Na+, el cotransporte de Na+-glucosa se llama transporte activo secundario. 3. La glucosa es transportada de la célula a la sangre capilar peritubular por difusión facilitada. En este paso, la glucosa se mueve a favor de su gradiente electroquímico y no necesita energía. Las proteínas que intervienen en la difusión facilitada de la glucosa se llaman GLUT 1 y GLUT 2, que pertenecen a una familia mayor de portadores de glucosa.
Curva de titulación de la glucosa Una curva de titulación de la glucosa muestra la relación entre la concentración plasmática de glucosa y su reabsorción. La curva de titulación de la glucosa se obtiene experimentalmente mediante la infusión de glucosa y la medición de su tasa de reabsorción a medida que aumenta la concentración plasmática.
REABSORCION En concentraciones plasmáticas de glucosa inferiores a 200 mg/dl, toda la glucosa filtrada puede reabsorberse por la abundancia de transportadores Na+-glucosa. ( En este caso la reabsorción es igual a la filtración) En concentraciones plasmáticas superiores a 200 mg/dl, la curva de reabsorción se inclina porque parte de la glucosa filtrada no es reabsorbida. En concentraciones plasmáticas superiores a 350 mg/dl, los transportadores están totalmente saturados y la reabsorción se estabiliza a su valor máximo, Tm. ÁCIDO P A R A -AMINOHIPÚRICO: EJEMPLO DE SECRECIÓN El PAH se ha introducido como la sustancia para medir el FPR. Se trata de un ácido orgánico que es filtrado por los capilares glomerulares y segregado de la sangre peritubular capilar al líquido tubular.
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Secreción. Los transportadores de PAH (y otros aniones orgánicos) se encuentran en las membranas peritubulares de las células del túbulo proximal. Estos portadores tienen una capacidad limitada para fijar y transportar PAH a través de la célula, de la sangre a la luz. En concentraciones bajas de PAH, hay muchos transportadores y la secreción aumenta linealmente a medida que aumenta la concentración plasmática. El Tm se alcanza cuando la concentración de PAH aumenta hasta un punto en que los transportadores están saturados. Después de este punto, no importa si aumenta más la concentración de PAH, porque la tasa de secreción ya no puede aumentar más. El transportador de PAH también se encarga de la secreción de fármacos como la penicilina y es inhibido por el probenecid.
3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL METODO DE DEPURACION La creatinina es un desecho químico producto de la creatina. La creatina es un químico que el cuerpo produce para suministrar energía, principalmente a los músculos. Al comparar el nivel de creatinina en la orina con el nivel de creatinina en la sangre, esta prueba calcula la tasa de filtración glomerular (TFG). La TFG es una medición de qué tan bien están trabajando los riñones, especialmente sus unidades de filtración. Estas unidades de filtración se conocen como glomérulos. La creatinina se excreta (elimina) del cuerpo por completo a través de los riñones. Si la actividad renal es anormal, el nivel de creatinina en la sangre aumenta, debido a que se elimina menos creatinina a través de la orina.
Ventajas: El método puede indicar
Problemas renales como el daño a las células tubulares Insuficiencia renal Muy poco flujo de sangre hacia los riñones
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Daño a las unidades de filtración en los riñones Pérdida de líquidos corporales (deshidratación) Obstrucción de la salida de la vejiga Insuficiencia cardíaca
Desventajas:
Los riesgos de este examen están relacionados con el proceso de extracción de sangre. Las venas y las arterias varían de tamaño de una persona a otra y de un lado del cuerpo a otro. Obtener una muestra de sangre de algunas personas puede ser más difícil que de otras. Otros riesgos asociados con la extracción de sangre son leves, pero pueden incluir: Sangrado excesivo Desmayo o sensación de mareo Hematoma (acumulación de sangre debajo de la piel) Infección (un riesgo leve cada vez que se presenta ruptura de la piel)
4. BIBLIOGRAFIA
Martín Cuenca, E. Fundamentos de fisiología. Madrid: Thomson; 2006. Tortora, G.J. Introducción al cuerpo humano: fundamentos de anatomía y fisiología. 7ª ed. Méjico: Editorial Médica Panamericana; 2008. Dr.Roberto Jalil M., Apuntes de Fisiopatologia de sistemas. Modulo renal. Escuela de Medicina, curso integrado de clínicas médicoquirúrgicas. 2001. CONSTANZO, Linda. Fisiologia: Fisiologia Renal. México: Mc Graw Hill Interamericana, 2002. p. 238, 250 - 257
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