FISIOLOGIA RENAL

Agosto del 2007 Los riñones, órganos ubicados en el retroperitoneo, son los encargados de mantener la homeostasis del medio ambiente interno corporal; regulan el estado acido base del organismo, mantienen el equilibrio fino de los diferentes solutos y electrolitos, regulan el metabolismo hídrico, mantienen la osmolalidad y la tonicidad de los diferentes líquidos corporales, regulan el metabolismo del calcio, fósforo, hormona paratiroidea, el 1,25 dihidroxicolecalciferol, el metabolismo óseo y se encarga de la producción de eritropoyetina para mantener los niveles de hemoglobina y hematocrito. Mantiene la tensión arterial del organismo. Por último la función mas conocida de los riñones son la excreción de solutos tóxicos producto del metabolismo endógeno. Todas estas funciones se realizan por diferentes mecanismos intrarrenales como la filtración de los diversos solutos, secreción tubular, reabsorción y el metabolismo hormonal.

El principio de dicha regulación se realiza en el glomérulo, a través del mecanismo de filtración glomerular. La tasa de filtración glomerular se refiere a la cantidad que un soluto determinado pasa libremente a través del glomérulo llega al final de los túbulos y es excretado del organismo sin sufrir modificaciones como la reabsorción tubular o secreción tubular; todo ello en una unidad de tiempo ( 24 horas). Por lo tanto en una forma matemática podemos definir la tasa de filtración glomerular de la siguiente manera: En primer lugar como se mencionó anteriormente, la substancia que es estudiada como aquella capaz de medir la filtración glomerular no debe sufrir excreción ni reabsorción tubular y que la cantidad que sea filtrada de dicha substancia a través del glomérulo debe ser la misma eliminada en una unidad de tiempo. En la naturaleza no existe tal substancia y en la clínica la que mejor puede representar dicho modelo es la creatinina, además dicha substancia es de producción endógena constante, se filtra

libremente, pero sufre de secreción tubular lo que hace de dicho marcador un marcador imperfecto. Existe un azúcar externo, la inulina que es la substancia que puede representar el mejor modelo de filtración glomerular, pero desaforunadamente la substancia es exógena y difícil de conseguir para la práctica clínica. La tasa de filtración glomerular depende de variables hemodinámicas intrarrenales autorregulables, que a su vez dependen de otras substancias de producción local o sistémica que mencionaremos a continuación. Otras variables de las cuales depende la filtración glomerular son: Las fuerzas de Starling (presión hidrostática, persión oncótica, el area de superficie para la filtración), ello en conjunto determina la tasa de filtración glomerular. Tenemos que considerar que la la filtración glomerular depende de la estructura del glomérulo el cual es un capilar fenestrado y el diámetro de la fenestración es el primer paso limitante en la filtración, por ello proteinas de estequiometría compleja y peso molecular grande no se filtran con facilidad; el otro factor que limita la filtración es la carga eléctrica la cual es negativa y por lo tanto proteinas de carga negativa serán difícilmente filtradas. En la clínica, la pérdida de la barrera de carga eléctrica negativa condiciona la filtración libre de la albúmina condicionando síndrome nefrótico, el ejemplo de dicha enfermedad es la enfermedad de las células epiteliales viscerales del tipo cambios mínimos o síndrome nefrótico primario.

La tasa de filtración glomerular se incrementa al reducir la presión en la arteriola aferente o al incrementar la presión en la arteriola eferente. Dichas modificaciones pueden generarse de manera fisiológica, patológica o farmacológica. Vasodilatadores aferentes endógenos como el oxido nítrico o el péptido natriurético auricular pueden incrementar la TFG. Los que incrementan las resistencias aferentes de manera

endógena podemos mencionar a la adrenalina, la noradrenalina, la endotelina así como algunas prostaciclinas de la serie I. Los fármacos que de manera caracteristica incrementan de una manera reversible las resisitencias aferentes y por lo tanto reducen la TFG son los inhibidores de calcineurina utilizados tradicionalmente como terapia antirrechazo en receptores de órganos sólidos, los AINES que inhiben la producción de prostaglandinas y los vasopresores. Por otro lado, la vasodilatación eferente reduce la tasa de filtración glomerular. La vasoconstricción eferente incrementa la presión intraglomerular y por lo tanto la filtración glomerular. En este rubro tenemos que subrayar el papel de medicamentos como los IECAS o los bloqueadores del receptor de angiotensiona II. La angiotensiona II incrementa la resistencia eferente de manera muy selectiva, por lo tanto dichos fármacos reducen la presión en la arteriola eferente y por ende reducen la TFG. Los valores en la clínica considerados como normales de la tasa de filtración glomerular son para las mujeres de entre 90-110mL/min/1.73m2SC y para los varones entre 110-120mL/min/1.73m2SC en una recolección urinaria de 24 horas.

El sistema de retroalimentación tubuloglomerular se refiere a las alteraciones en la tasa de filtración glomerular inducidas por los cambios en la velocidad del flujo tubular. Este fenómeno está mediado por las células especializadas de la mácula densa localizada al final del segmento ascendente grueso del asa del Henle estas células detectan cambios en las concentraciones del cloro. Un incremento en la presión de perfusión activa el sistema de retroalimentación tubuloglomerular a través de un

incremento de la tasa de filtración glomerular, ello incrementa la entrega distal de cloro en la mácula densa dando como resultado una respuesta caracterizada por un retorno tanto de la tasa de filtración glomerular como de la entrega distal de cloro a los valores previos; este efecto se realiza primariamente por vasoconstricción arteriolar aferente de esa forma se reduce la presión hidráulica intraglomerular. Otro modo que magnifica el sistema de retroalimentación tubuloglomerular es el inducido por el fenómeno natriuresis de presión, en el cual el incremento de la presión de perfusión disminuye la reabsorción tubular de sodio y agua en el asa de Henle dando como resultado un incremento en la presión de perfusión renal, una mayor entrega distal de Cl y por lo tanto la respuesta es vasoconstricción aferente para reducir el la presión de perfusión. SECRECIÓN Y EXCRECIÓN TUBULAR TUBULO CONTORNEADO PROXIMAL En el túbulo proximal se efectúa el 65% de la reabsorción de sodio y agua, también en dicho sitio de la nefrona se efectúa secreción de aniones orgánicos, se compone el metabolismo del ácido úrico, se efectúa la reabsorción de fosfatos dependiente de la hormona paratiroidea. El TP es el sitio principal de reabsorción de bicarbonato. Recupera casi el 90% de la carga filtrada. Lo realiza de manera indirecta, convirtiendo el bicarobonato filtrado en CO2 y agua con la anhidrasa carbónica para que estos elementos sean reabsorbidos y convertidos nuevamente en bicarbonato y finalmente enviados a la sangre. En ese mismo sitio se efectúa la generación de amonio para la eliminación de hidrogeniones de manera amortiguada. A nivel del túbulo proximal se efectúa la reabsorción de la glucosa, de aminoácidos y proteinas, del ácido úrico de bicarbonato y de los fosfatos. La disfunción de dicho segmento tubular da origen al síndrome de Fanconi. ASA DE HENLE El asa de Henle se compone de dos segmentos, el asa descendente delgada y el asa ascendente gruesa. La primera es impermeable al agua y la segunda se encarga de la reabsorción de sal y agua dicho segmento contribuye con el 25% de la reabsorción. Existen diversos cotransportadores electroneutros, canales, transportadores dependientes de energía y existe en ese segmento en las areas vasolaterales las proteinas sensoras del calcio que regulan de manera fina el metabolismo del calcio y del agua. También en dicho segmento de la nefrona en asociación con el tubulo colector y la hormona antidiurética se efectua el mecanismo de regulación de contracorriente encargado de concentrar o diluir la orina. El cotransportador electroneutro sodio-potasio-2 cloros es el encargado de la reabsorción de sodio, agua y cloro; éste es sensible a furosemide o bumetanida dando disfunción del mismo y por lo tanto de dicha manera se efectúa el mecanismo de acción de dichos diuréticos. Por otro lado la disfunción primaria de dicho cotransportador da origen a al enfermedad de Bartter.

En el segmento ascendente del asa de Henle se efectúa la reabsorción paracelular del calcio, ésta se ve afectada y por lo tanto impedida al producir ya sea de manera farmacológica o patológica la disfunción del cotransportador electroneutro Na-K-2Cl, el canal de potasio o ROMK, el canal de cloro o al estimular por hipercalcemia el sensor del calcio del lado basolateral; dichas alteraciones cambian la polaridad del lado luminar y por lo tanto se impide la reabsorción tubular del calcio. Por otro lado en cooperación con el intersticio renal medular y el túbulo colector se efectúa el mecanismo multiplicador de contracorriente, el cual se encarga de concentrar o diluir la orina según sea el momento fisiológico vivido. Este mecanismo se ve bloqueado por diuréticos de asa lo que da por resultado la elimionación de orinas diluidas, en la clínica esto se traduce en la eliminación de agua libre y por lo tanto se aprovecha dicho fenómeno fisiológico-farmacológico para el tratamiento de los estados hipoosmolales y las hiponatremias de cualquier origen. A continuación se representa al mecanismo multiplicador de contracorriente encargado de efectuar el proceso de concentración o dilución de la orina. Este se afecta por el status osmolal sérico, diuréticos de asa, hormona antidiurética, hipercalcemia y la estimulación del sensor del calcio y las concentraciones de urea de la médula renal.

En el segmento ascendente del asa de Henle se efectúa la secreción tubular de potasio y de magnesio. El primero a través de los canales luminales de potasio ROMK, se abren con la inactividad del cotransportador electroneutro Na-K-2Cl o con la hipomagnesemia. TUBULO CONTORNEADO DISTAL En dicho segmento tubular se efectúa la reabsorción del 10-15% de la carga filtrada del sodio. Al igual que en el segmento anterior dicha reabsorción depende del acoplamiento al cotransportador electroneutro Na-Cl el cual es sensible a las tiazidas. También en dicho segmento se efectúa un transporte de calcio de manera paracelular, pero con comportamiento completamente contrario a lo que sucede en el asa ascendente de Henle. La disfunción de dicho cotransportador o del segmento mencionado origina el síndrome de Gitelman el cual se caracteriza por poliuria, deshidratación, hipercalcemia e hipocalciuria. La reabsorción de sodio y cloro se impide al bloquear con tiazidas el cotransportador electroneutro Na-Cl, así mismo se cambia la polaridad del area luminar y por lo tanto se favorece la reabsorción tubular de calcio dando hipocalciuria; este mecanismo ha sido aprovechado para el tratamiento de la litiasis renoureteral asociada a hipercalciuria.

TUBULO COLECTOR CORTICAL Y MEDULAR En dicho segmento se regula finalmente la reabsorción de agua y sodio, depende de hormonas como la antidiurética, el mecanismo multiplicador de contracorriente y la aldosterona. En dicho segmento también se regula la composición final del pH urinario y por lo tanto se contribuye a la regulación final del metabolismo acido base del organismo. En dicho segmento se lleva al cabo la actividad de la aldosterona y se favorece la reabsorción de sodio y la excreción vía secreción del potasio. El canal epitelial de Na (ENAC) tiene la capacidad para la reabsorción de sodio. Dicho canal es sensible a diuréticos ahorradores de potasio como el triamterene y el amiloride, cuya disfunción origina la hipertensión por exceso de reabsorción de sal conocida como síndrome de Liddle, única forma de hipertensión capaz de ser curada con trasplante renal. Otros síndromes asociados a disfunción de dicho segmento son los hiperaldosteronismos, la acidosis tubular distal, y la diabetes insípida nefrogénica ya que en estos segmentos de la nefrona las hormonas mencionadas tienen su mecanismo de acción.

Los segmentos corticales y medulares de los túbulos colectores se encargan se la regulación ulterior de la reabsorción de agua vía la ADH, dicha hormona activa receptores de membrana del lado vasolateral originando la aparición de las aquaporinas en el lado apical o luminar permitiendo así el transporte del agua. En la diabetes insípida nefrogenica la inactividad del receptor de ADH o la alteración de los mecanismos de transducción postreceptor originan una incapacidad para la reabsorción de agua dando poliuria a expensas de eliminación de agua libre y por ende hipernatremia.

Finalmente la hipercalcemia condiciona por 2 mecanismos distintos la poliuria, mecanismos que involucran a segmentos diferentes de la nefrona, el asa ascendente gruesa de Henle y el tubulo colector. En el primero vía el sensor del calcio vasolateral inhibe el cotransportador electroneutro Na-K-2Cl simulando efecto de diurético de asa condicionando una mayor entrega distal de calcio, esta entrega de calcio estimula otros sensores de calcio localizados en el lado luminar el tubulo coloector lo que da por resultado la desaparición de las aquaporinas y por ende poliuria, simulando un efecto de diabetes insípida nefrogénica. Este mecanismo tiene la finalidad de excretar orinas diluidas para evitar la formación de cálculos de calcio. Bibliografía.

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