ÁREA EL SER HUMANO Y SU MEDIO

FUNCIÓN RENAL

Dra. FABIANA GARCÍA CÁTEDRA FISIOLOGÍA HUMANA FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS U.N.R

FUNCIÓN RENAL 1. FILTRACIÓN DE LA SANGRE  Remoción de productos de desecho: urea, ácido úrico, creatinina, productos finales del metabolismo de la hemoglobina, metabolitos de las hormonas y sustancias químicas extrañas. 2. HOMEOSTASIS CORPORAL  Regulación de la osmolaridad y el volumen corporal.  Regulación del equilibrio electrolítico: Na+, K+, Cl-, bicarbonato (HC03-), hidrogeniones (H+), Ca++ y fosfato inorgánico (Pi).  Regulación de la Presión sanguínea.  Regulación del equilibrio ácido-base. 3. ENDOCRINA  Producen y segregan eritropoyetina, prostaglandinas, renina, y 1,25dihidroxicolecalciferol (forma activa de la vitamina D).

ANATOMÍA FUNCIONAL RENAL

Hilio

UNIDAD FUNCIONAL

 Corpúsculo renal

 Capilares glomerulares  Cápsula de Bowman

 Nefrón  Túbulo proximal Túbulo urinífero

 Túbulos renales

 Asas de Henle  Túbulo contorneado Distal

 Túbulo de conexión o conector  Túbulos colectores

 Túbulo colector cortical  Túbulo colector medular

NEFRÓN Y SISTEMA DE TÚBULOS COLECTORES

-superficiales -mesocorticales -yuxtamedulares

ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA VASCULAR RENAL Y DEL NEFRÓN Aorta abdominal

Arterias renales

Arterias segmentarias

Arterias interlobulares

Arterias arciformes

Arterias interlobulillares

Arteriolas aferentes

TASAS DE FLUJO DE SANGRE (en ml/ min por gramo de tejido) EN DIFERENTES PARTES DEL RIÑÓN

SEGMENTOS TUBULARES DEL NEFRÓN

APARATO YUXTAGLOMERULAR

 La mácula densa (MD)  Las

células

mesangiales

extraglomerulares (EGM)  Las células granulares (G) de

la

arteriola

aferente

productoras de renina.

FORMACIÓN DE LA ORINA

Cant. soluto Excretado= Cant. Filtrada – Cant. Reabsorbida + Cant. Secretada

ESQUEMA DE LAS 3 CAPAS DE LA BARRERA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR

Front Endocrinol (Lausanne). 2014;5:151. Molecular and cellular events mediating glomerular podocyte dysfunction and depletion in diabetes mellitus.

CAPACIDAD DE FILTRACIÓN SUSTANCIA

MASA MOLECULAR (Dalton)

CAPACIDAD DE  FILTRACIÓN: UFX/PX

AGUA

18

1.0

SODIO

23

1.0

GLUCOSA

180

1.0

INULINA

5.500

1.0

MIOGLOBINA

17.000

0.75

HEMOGLOBINA

68.000

0.03

ALBUMINA

69.000

0.005 Poro diafragmático Podocitos con los procesos pedicelares

Membrana basal glomerular Nat Rev Nephrol. 2013;9(6):328. The role of the podocyte in albumin filtration.

Célula endotelial

FILTRACIÓN GLOMERULAR

FPR = 600 ml/min

VFG = 125 ml/min FF =

VFG

= 0.2

FPR FF =

20%

FF =

Fracción de filtración

FUERZAS QUE PRODUCEN EL FILTRADO GLOMERULAR PFN

(PCG+∏CB): favorecen la filtración

PCG (PCB+∏CG): se oponen a la filtración

PFN: presión filtración neta

VFG = Kf [(PCG

– PCB)- (πCG - πCB)]

Kf= permeabilidad hidráulica x área superficie

COMPARACIÓN DE LOS PERFILES DE PRESIÓN

Q=2 ml/min

VFG=125 ml/min

VFG = Kf [(PCG – PCB)- (πCG - πCB)] Bases Fisiológicas de la Práctica Médica BEST Y TAYLOR 12 Edición

CAMBIOS EN LAS RESISTENCIAS DE LAS ARTERIOLAS  Un

regulador

importante

es

la

presión sanguínea arterial ↑ actividad simpática, hormonas vasoconstrictoras

 A:

constricción

de

la

arteriola

de

la

arteriola

aferente ↓ VFG.

 B:

constricción

eferente ↑VFG.

 C:

dilatación

de

la

arteriola

de

la

arteriola

eferente ↓ VFG.

 D:

dilatación

aferente ↑ VFG.

CLEARANCE (DEPURACIÓN) DE CREATININA= VFG Carga filtrada = Carga excretada * Pcr x VFG = Ucr x V * VFG = Ucr x V Pcr VFG= mg/dl x ml/min mg/dl VFG = 125 ml/min

CCr= VFG=125 ml/min Pcr = concentración creatinina en plasma Ucr = concentración creatinina en orina

* flujo de orina V=

CLEARANCE DE CREATININA= VFG

*

VFG = Ucr x V Pcr VFG ∞ cte Pcr



ADULTOS (COCKCROFT Y GAULT 1976)



(CRONBERG ET AL 1992)



MDRD (Modification of Diet in Renal Disease study)



NATIONAL KIDNEY DISEASE EDUCATION PROGRAM

CLEARANCE (DEPURACIÓN/ACLARAMIENTO) DE UNA SUSTANCIA X Representa el volumen de plasma que ha sido eliminado de una sustancia y que se excreta en la orina por unidad de tiempo. Se expresa como volumen/tiempo *

CX = UX x V PX

El concepto de aclaramiento renal  Permite la medición de la VFG (X=creatinina)  Permite la medición del FPR (X=ácido paraaminohipúrico PAH)

PROCESAMIENTO TUBULAR DEL FILTRADO GLOMERULAR  1. Filtración

CCR

 2. Reabsorción de agua y solutos del ultrafiltrado * Treab= (PX × VFG) − (UX × V)

 3. Secreción de algunos solutos en el líquido tubular * Tsecr = (UX × V) - (PX × VFG)

 4. Carga Excretada= Carga Filtrada – Carga Reabsorbida + Carga Secretada

VELOCIDADES DE FILTRACIÓN, REABSORCIÓN Y EXCRECIÓN PARA DISTINTAS SUSTANCIAS % DE LA CARGA FILTRADA REABSORBIDA

CARGA FILTRADA = PX x VFG

CARGA REABSORBIDA

180

180

* = UX x V 0

4.320

4.318

2

>99.9

Sodio (mEq/día)

25.560

25.410

150

99.4

Cloruro (mEq/día)

19.440

19.260

180

99.1

Potasio (mEq/día)

756

664

92

87.8

Urea (g/día)

46.8

23.4

23.4

50

1.8

0

1.8

0

Glucosa (g/día) Bicarbonato (mEq/día)

Creatinina (g/día)

CARGA EXCRETADA

100

TÚBULO PROXIMAL (TP)= REABSORCIÓN DE AGUA Y SOLUTOS CAPILAR PERITUBULAR

TRANSPORTE ACTIVO (Primario/Secundario) Y PASIVO

FUERZAS STARLING ÓSMOSIS

REABSORCIÓN TP: sodio, agua y bicarbonato

Diuréticos: Acetazolamida

Na+/K+ contra-transportador

Transportadores:

ATPasa

NH3

- Cotransporte Na+/ soluto - Contratransporte Na+/H+ a) reabsorción HCO3- y Na+ b) reabsorción

Na+ y

Cl-

fuente de

hidrógeno: ácido fórmico

cotransportador SGLT2

- Transporte Na+ impulsado por Cl-

AA P Lactato

GLUT2

REABSORCIÓN TP: cloro

 Contratransporte sodio/hidrógeno: reabsorción sodio y cloro.  Anión: fórmico, oxalato, sulfato.  En los últimos segmentos se incrementa la [Cl-], por la mayor velocidad de reabsorción de bicarbonato

TÚBULO PROXIMAL: REABSORCIÓN DE AGUA POR ACUAPORINAS (AQP)

Peter Agre, Ganador del Premio Nobel en Química (2003)

ACUAPORINAS EN EL RIÑÓN

CUANTIFICACIÓN DE ALBUMINURIA Y PROTEINURIA Orina de 24 h

Índice albuminuria/ creatininuria

Orina minutada

Normal

< 30 mg/24 h

< 30 mg/g creatinina

300 mg/24 h

> 300 mg/g creatinina

> 200 ug/min

Proteinuria fisiológica: 80 ± 24 mg/día de proteínas; límite normal: 50% albúmina (5-30 mg/día). Adultos:150 mg/día Niños:140 mg/m2/día

50% proteínas de los túbulos y tracto urinario (Tamm-Horsfall).

TRANSPORTE DE AGUA Y SOLUTOS EN EL TÚBULO PROXIMAL

Angiotensina II

↑ reabsorción NaCl, H2O ↑ secreción H+

 Secreción de ácidos y bases orgánicas: sales biliares, oxalatos, uratos y las catecolaminas.  Secreción de fármacos (penicilina y salicilatos).  Secreción de ácido paraaminohipúrico (PAH). Aclaramiento PAH= FPRE

HOMEOSTASIS RENAL DE LA GLUCOSA

 Gluconeogénesis  Consumo de glucosa  Reabsorción de glucosa

Wright EM, Loo DD, Hirayama BA. Physiol Rev. 2011;91(2):733-94. Biology of human sodium glucose transporters.

GLUCONEOGÉNESIS RENAL  Produce 15-55 g/día de glucosa Gerich JE. Diabet Med. 2010;27(2):136-42.

–Alrededor del 20% de la glucosa corporal total liberada en estado de ayuno –Alrededor del 40% de toda la gluconeogénesis

 Ocurre en las células tubulares proximales dentro de la corteza renal Marsenic O. Am J Kidney Dis 2009;53:875-883.

CONSUMO DE GLUCOSA  Consume 25-35 g/día de glucosa –Alrededor del 10% de toda la glucosa consumida por el organismo en estado de ayuno  Ocurre principalmente en la médula renal –Consumidor estricto de glucosa

Marsenic O. Am J Kidney Dis 2009;53:875-883.

REABSORCIÓN RENAL DE LA GLUCOSA  En circunstancias normales, los glomérulos filtran alrededor de 180 g/día de glucosa  Casi

toda

la

glucosa

del

filtrado

reabsorbe en el túbulo proximal

Wright EM. Am J Physiol Renal Physiol 2001;280:F10-18.

glomerular

se

REABSORCIÓN RENAL DE LA GLUCOSA

Bailey CJ. Trends Pharmacol Sci. 2011;32(2):63-71. Renal glucose reabsorption inhibitors to treat diabetes.

SGLT /GLUT

Bailey CJ, Trends in Pharmacological Sciences, Vol 32 (2), pp. 63–71, 2011.

MANEJO RENAL DE LA GLUCOSA Carga filtrada (CF)= PG x VFG

CF = mg/ml x ml/min CF= mg/min

* Treab= (PX × VFG) − (UX × V)

* Carga excretada (CE) = UG x V

MANEJO RENAL DE LA GLUCOSA Carga filtrada (CF)= PG x VFG

CF = mg/ml x ml/min CF= mg/min

* Treab= (PX × VFG) − (UX × V)

* Carga excretada (CE) = UG x V

MANEJO RENAL DE LA GLUCOSA Carga filtrada (CF)= PG x VFG

CF = mg/ml x ml/min CF= mg/min

* Treab= (PX × VFG) − (UX × V)

* Carga excretada (CE) = UG x V

TRANSPORTE MÁXIMO DE GLUCOSA

TmG

Explayamiento

UMBRAL RENAL

TRANSPORTE EN LAS ASAS DE HENLE Asa descendente de Henle  reabsorbe

aprox.

el 20% del

agua filtrada exclusivamente en la rama descendente delgada (AQP1)

Asa ascendente gruesa de Henle  reabsorbe

Na+, Cl-, K+, Ca++,

HCO3-, Mg++  secreta H+

Angiotensina II

↑ reabsorción NaCl, H2O ↑ secreción H+

RAMA ASCENDENTE GRUESA DE HENLE Diuréticos de asa: furosemida

-

 Reabsorbe aprox. el 25% del NaCl filtrado.

 La reabsorción de NaCl se produce tanto en las ramas ascendente delgada como gruesa.

 Las ramas ascendentes son impermeables al agua.

TRANSPORTE EN EL TÚBULO DISTAL

Diuréticos tiazídicos

-

 El

segmento

inicial reabsorbe Na+, Cl-, y Ca++ y es

impermeable

al agua.

 Reabsorben aprox. el 5% del NaCl filtrado, secretan K+, H+ .

PORCIÓN FINAL DEL TÚBULO DISTAL Y CONDUCTO COLECTOR Bloqueantes de canales de Na+: amiloride // Antagonistas de Aldosterona: espironolactona

-

 Células principales: reabsorben Na+ y agua (AQP2), además secretan K+  Células intercaladas: -

secretan

H+

y

importantes

en

la

reabsorben

HCO3-:

REGULACIÓN

DEL

EQUILIBRIO ACIDOBÁSICO - reabsorben K+ por la acción de una H+/K+ ATPasa en la membrana apical

Angiotensina II

↑ reabsorción NaCl, H2O ↑ secreción H+

Aldosterona

↑ reabsorción NaCl, H2O ↑ secreción K+

PNA, PNB

↑ excreción NaCl, H2O

ALDOSTERONA

Estímulos para su liberación ↑ [angiotensina II] y ↑ [K+]p

CONDUCTO COLECTOR MEDULAR  Reabsorben menos del 10% del agua y Na+ filtrados.  Lugar final del procesamiento de la orina. Angiotensina II

↑ reabsorción NaCl, H2O ↑ secreción H+

CÉLULA PRINCIPAL DE LOS TÚBULOS DISTALES POSTERIORES, TC Y CC

REGULACIÓN DE LA REABSORCIÓN TUBULAR  1. EQUILIBRIO GLOMERULOTUBULAR: los túbulos aumentan la reabsorción en respuesta a una mayor carga filtrada.  2. FUERZAS FÍSICAS en el líquido capilar peritubular y el líquido intersticial.

 4.

ACTIVACIÓN

DEL

SISTEMA

NERVIOSO

SIMPÁTICO:

reabsorción de sodio.  5. CONTROL HORMONAL DE LA REABSORCIÓN TUBULAR.

aumenta

la

RETROALIMENTACIÓN TUBULOGLOMERULAR 

Vasoconstrictores: ATP, adenosina



Vasodilatadores: NO

REGULACIÓN RENAL

 Nervios Simpáticos Renales  Sistema Renina-Angiotensina -Aldosterona  Péptido Natriurético Auricular y Cerebral  Hormona Antidiurética  Prostaglandinas  Hormona Paratiroidea y vitamina D.

NERVIOS SIMPÁTICOS RENALES  ↓ FSR y VFG.  ↑ reabsorción de Na+ por el túbulo proximal.  ↑ liberación de renina y por lo tanto la producción de angiotensina II.  Los efectos de un aumento de la actividad simpática renal pueden estar limitadas por las prostaglandinas liberadas localmente.

SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONA La secreción de renina es estimulada por tres factores:  ↑ actividad nerviosa simpática renal.  ↓ presión de perfusión renal.  ↓ entrega de NaCl a la mácula densa.

INTEGRACIÓN DE LA ACCIÓN DE RENINA

Ian A. Reid Advan Physiol Educ 275:236-245, 1998.

PÉPTIDO NATRIURÉTICO ATRIAL (PNA) PÉPTIDO NATRIURÉTICO CEREBRAL (PNB)

 Estímulo: ↑ Presión sanguínea y ↑ volumen LEC  Vasodilatación en el riñón ↑VFG  Inhibición del sistema renina-angiotensina-aldosterona  Aumento de la natriuresis.  Inhibe la secreción aldosterona  Disminuye la secreción ADH

HORMONAS QUE REGULAN LA REABSORCIÓN TUBULAR Hormona

Lugar de Acción

Aldosterona

Túbulo y Conducto Colector

Efectos ↑ reabsorción NaCl, H2O, ↑ secreción K+

Angiotensina II

Túbulo Proximal, asa ascendente gruesa de Henle/túbulo distal, túbulo colector

Hormona Antidiurética

Túbulo Distal/túbulo y conducto colector

Péptido Natriurético Auricular

Túbulo Distal/túbulo y conducto colector

↓ reabsorción de NaCl

Hormona Paratiroidea

Túbulo Proximal, asa ascendente gruesa de Henle/túbulo distal

↓ reabsorción de PO4Ξ,

↑ reabsorción NaCl, H2O, ↑ secreción H+

↑ reabsorción de H2O

↑ reabsorción de Ca++

Término

Ecuación

Unidades

Aclaramiento (Cs)

ml/min

Velocidad Filtración Glomerular (VFG)

ml/min

Flujo Plasmático Renal Efectivo(FPRE)

* FPRE=CPAH = UPAH x V

ml/min

PPAH Carga excretada

* CE = Us x V Carga reabsorbida

Carga secretada

CR= CF-CE CS= CE-CF

mg/min, mmol/min, o mEq/min mg/min, mmol/min, o mEq/min mg/min, mmol/min, o mEq/min

MUCHAS GRACIAS