Apuntes de Fisiologa renal

Sumario

Estructura renal..........................1 Flujo sanguneo renal6 Funciones del sistema renal ........7 Procesos renales bsicos.......8 Filtracin glomerular....9 Control del flujo sanguneo renal......13 Autorregulacin de la TFG y del flujo renal....16 Valoracin de la funcin renal...18 Medicin del flujo sanguneo renal.......................20 Funcin tubular....21 Transporte en el tbulo proximal..23 Transporte en el asa de Henle, tbulo distal y colector.29 Regulacin renal...38 Regulacin del volumen y osmolaridad de los liq. corp46 Regulacin del equilibrio cido-base.50

by Papus gordis. 2007

FISIOLOGA RENAL Y LQUIDOS CORPORALES FISIOLOGA RENALINTRODUCCIN Los riones son rganos retroperitoneales situados a ambos lados de la columna vertebral, por fuera de la lnea del psoas. En condiciones normales se localizan entre las vrtebras D12 y L3, hallndose el rin derecho unos 2 cm ms bajo que el izquierdo. ESTRUCTURA RENAL El parnquima renal se compone de dos regiones diferenciadas. La ms externa o corteza es continua y profundiza en la mdula a intervalos regulares formando las columnas de Bertin. La regin ms interna o mdula es discontinua y se halla formada por un nmero variable de reas de corte triangular o pirmides de Malpighi. Las bases de las pirmides se apoyan en la regin cortical profunda, y sus vrtices o papilas renales se proyectan hacia el interior de un cliz menor, que junto con el resto de clices conforman la pelvis renal, que se contina con el urter.

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La nefrona es la unidad funcional del parnquima renal y cada rin contiene alrededor de 1,2 millones. La estructura de la nefrona es relativamente sencilla y se compone de un corpsculo renal en comunicacin con un tbulo renal. El corpsculo renal de Malpighi es una estructura esferoidal, de aproximadamente 200 mm de dimetro, constituida por la cpsula de Bowman y el ovillo capilar contenido en su interior o glomrulo. El ovillo capilar o glomrulo procede de la ramificacin de la arteriola aferente (fig. 109.1). En el polo vascular, la arteriola aferente se subdivide en varias ramas, cada una de las cuales origina una red capilar independiente (lobulillos glomerulares). Cada lobulillo est formado bsicamente por varios capilares dispuestos alrededor de una regin de soporte o mesangio glomerular y contiene tres tipos de clulas: endoteliales, mesangiales y epiteliales (podocitos). La pared de los capilares del glomrulo est constituida por una membrana basal (MBG) revestida en su interior por un endotelio y externamente por los podocitos. Las clulas endoteliales separan la MBG de la luz del capilar. Su citoplasma, muy aplanado, presenta orificios de 25-60 nm de dimetro y recibe el nombre de lmina fenestrada. En la MBG se pueden diferenciar tres reas: la lmina densa en posicin central y las lminas raras interna y externa. La MBG est revestida por fuera por las prolongaciones citoplasmticas de los podocitos. Estas prolongaciones se apoyan directamente sobre la lmina rara externa y dejan entre ellas unos espacios o poros de 25-40 nm de dimetro recubiertos de un delgado diafragma. La MBG no rodea por completo la pared del capilar glomerular, sino que, despus de un recorrido ms o menos circular, se refleja sobre s misma y pasa a constituir la membrana basal del capilar adyacente. Esta particular disposicin de la MBG contribuye a delimitar un espacio central, comn a varios capilares, denominado mesangio glomerular. El mesangio se compone de clulas (mesangiales) incluidas en un material de estructura fibrilar o matriz mesangial.

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Las clulas mesangiales poseen actividad fagoctica y contrctil y se hallan separadas de la luz de los capilares slo por el endotelio vascular y del espacio urinario por la MBG. En el polo vascular del glomrulo se localiza el aparato yuxtaglomerular, el cual incluye el rea de contacto entre la arteriola aferente, la arteriola eferente y una porcin del tbulo renal distal cuyas clulas tienen un aspecto diferenciado y que se denomina mcula densa. En esta localizacin, las clulas musculares de la arteriola aferente contienen grnulos de renina. El aparato yuxtaglomerular es rico en terminaciones adrenrgicas y desempea un papel importante en la conservacin del sodio, el control de la presin arterial (las clulas del aparato yuxtaglomerular, segregan la renina) y la regulacin del filtrado glomerular (retroaccin tubuloglomerular).

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El tbulo se halla constituido por una lmina basal recubierta en su interior por una sola capa de clulas cuya forma, tamao y caractersticas varan a lo largo de su trayecto (fig. 109.2). El tbulo se compone de varios segmentos: proximal, asa de Henle y distal. El tbulo proximal nace en el polo urinario y tiene una primera porcin tortuosa situada ntegramente en la regin cortical (tbulo contorneado proximal) seguida de una segunda porcin recta que desciende hacia la regin medular (rama gruesa descendente). Las clulas del epitelio tubular proximal son cuboides y se caracterizan por las abundantes microvellosidades de la membrana celular en contacto con la luz tubular, lo que confiere a este segmento una gran superficie para el transporte de solutos y agua. El asa de Henle est constituida por una rama delgada descendente y una rama delgada ascendente, ambas provistas de un epitelio aplanado. Las nefronas superficiales tienen un asa de Henle de corto recorrido, mientras que en las nefronas yuxtamedulares dicha asa es larga y profundiza en la mdula casi hasta alcanzar la papila renal. El tbulo distal se compone a su vez de tres porciones: una ascendente (rama gruesa ascendente), la mcula densa y una porcin tortuosa situada ntegramente en la regin cortical (tbulo contorneado distal). Esta ltima drena su contenido en el denominado tubo colector, estructura tubular que recoge la orina procedente de varias nefronas y desemboca en la papila renal. El tubo colector, desempea un papel decisivo en los mecanismos de concentracin y dilucin de la orina.

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El rin suele estar irrigado por una arteria renal que procede de la aorta abdominal. La arteria renal principal se subdivide en el hilio renal en varias ramas. Cuando estas ramas o divisiones penetran en el parnquima renal reciben el nombre de arterias interlobulares, y se dirigen hacia la cortical a lo largo de las columnas de Bertin. Una vez que alcanzan la unin corticomedular se dividen en dos ramas que corren a lo largo de la base de las pirmides medulares y reciben el nombre de arterias arqueadas. A lo largo de su trayecto originan varias arterias interlobulillares que ascienden a travs de la cortical y se ramifican en mltiples arteriolas aferentes destinadas, cada una de ellas, a irrigar el ovillo capilar de un glomrulo. Los capilares glomerulares se renen a su vez en un vaso nico o arteriola eferente que abandona el glomrulo. Esta arteriola se ramifica a continuacin en mltiples capilares peritubulares, tanto en la corteza como en la mdula. Las arteriolas eferentes de los glomrulos profundos o yuxtamedulares tienen de hecho un trayecto mucho ms largo y, destinadas a irrigar la regin medular, reciben el nombre de vasa recta.

Diferencias entre neuronas corticalesy yuxtamedulares

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FLUJO SANGUNEO RENALEn condiciones normales, los riones reciben alrededor del 20% del gasto cardaco, lo que representa para un adulto aproximadamente 1,0-1,2 L de sangre por minuto. La distribucin intrarrenal del flujo sanguneo no es uniforme; as, mientras que el flujo cortical representa alrededor del 75% del flujo sanguneo, el flujo medular slo el 25%. De modo caracterstico, la papila renal es un territorio escasamente irrigado, ya que tan slo recibe el 1% del flujo sanguneo total. A medida que la sangre circula a travs de los capilares glomerulares, alrededor del 20% del volumen plasmtico atraviesa la pared, filtrndose hacia el espacio urinario de Bowman. Este paso o filtracin glomerular se debe sobre todo a la elevada presin hidrosttica existente en el interior de los capilares del glomrulo, favorecida por la especial situacin del lecho capilar glomerular entre dos arteriolas. La presin hidrosttica en el capilar glomerular es mayor que en otros capilares debido a que las arteriolas aferentes son habitualmente ms anchas que la mayora de otras arteriolas y ofrecen menos resistencia; y por el contrario, las arteriolas eferentes ofrecen una resistencia poscapilar sustancial. En condiciones normales, el volumen del filtrado glomerular (FG) es de alrededor de 120 mL/min y representa la quinta parte del flujo plasmtico renal (FPR). La relacin entre el FG y el FPR o tasa de filtracin es, por consiguiente, de 1/5. La inervacin no parece desempear un papel decisivo en la regulacin del flujo sanguneo renal en condiciones basales. Sin embargo, una estimulacin muy intensa de la actividad

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simptica provoca vasoconstriccin arteriolar y reduce el flujo sanguneo renal. Se ha demostrado la existencia de fenmenos de autorregulacin en el rin, entendiendo por tal su capacidad para mantener relativamente constante el flujo sanguneo frente a las variaciones de la presin de perfusin. Esta propiedad es independiente de mecanismos neurgenos o humorales, ya que se conserva en riones denervados o aislados y constituye, por consiguiente, una propiedad intrnseca de los vasos renales. Sin embargo, en condiciones patolgicas, el flujo sanguneo renal sufre alteraciones significativas. El flujo sanguneo renal disminuye por vasoconstriccin arteriolar en presencia de hipotensin intensa, al estimular la actividad simptica y con la administracin de noradrenalina, angiotensina II, inhibidores de las prostaglandinas y clorotiazida. El descenso del flujo sanguneo renal es significativo cuando la presin arterial media disminuye por debajo de 80 mm Hg. El flujo sanguneo renal, por el contrario, aumenta en presencia de obstruccin ureteral, durante la administracin de acetilcolina, bradicinina o furosemida y con el empleo de prostaglandinas. Los glucocorticoides provocan un aumento del flujo sanguneo renal y, en particular, la metilprednisolona puede incrementarlo en un 25%.

FUNCIONES DEL SISTEMA RENALLas principales funciones del sistema renal son la regulacin del volumen y la composicin del lquido extracelular y la eliminacin de productos de desecho. Estas funciones son realizadas bsicamente por la nefrona a travs de dos procesos consecutivos, la filtracin glomerular y el transporte tubular (reabsorcin y secrecin), los cuales dan origen a la formacin de la orina. Sin embargo, el rin cumple muchas otras funciones. Las funciones del sistema renal son las siguientes:

Excrecin de los productos metablicos de deshecho (urea, creatinina, cido rico, bilirrubina, etc.) y de las sustancias qumicas extraas (frmacos, aditivos de alimentos, txicos, etc.) Regulacin del equilibrio hdrico y electroltico. Para mantener la homeostasis, la excrecin de agua y electrolitos debe equipararse exactamente a su ingreso. Si el ingreso supera a la excrecin, aumentar la cantidad de esa sustancia en el cuerpo. Si el ingreso es menor que la excrecin, disminuir. Los ingresos de agua y electrolitos puede ser variable en funcin de los hbitos de comida y bebida de cada persona, siendo necesario que los riones ajusten su excrecin, de tal modo que se iguale a los ingresos de las distintas sustancias. Regulacin de la presin arterial. El sistema renal desempea un papel principal en la regulacin a largo plazo de la presin arterial, mediante la excrecin de agua y sodio. Adems, contribuye tambin a la regulacin de la presin a corto plazo mediante la secrecin de sustancias vasoactivas como la renina que da lugar a la formacin de otras sustancias vasoactivas como la angiotensina II. Regulacin del equilibrio cido-base. Los riones participan en esta regulacin, junto con los pulmones y los amortiguadores (tampones) de los lquidos corporales, mediante la excrecin de cidos y regulando las reservas de los amortiguadores en los lquidos corporales.

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Regulacin de la eritropoyesis. Los riones secretan eritropoyetina [la famosa EPO que se inyectan los deportistas tramposos], una sustancia que estimula la produccin de hemates. La hipoxia es un estmulo importante para la secrecin de eitropoyetina [por eso los deportistas de fondo, muchas veces entrenan en altura, donde existe menos oxgeno, y por tanto se estimula ms la secrecin de eritropoyetina y de glbulos rojos]. Regulacin del metabolismo de la vitamina D. Los riones producen la forma activa de la vitamina D, la 1,25 dihidroxivitamina D3 (calcitriol), por hidroxilacin de esta vitamina en posicin 1. El calcitriol es esencial para la absorcin de calcio por el tubo digestivo y su depsito en los huesos. Sntesis de glucosa. Los riones sintetizan glucosa a partir de aminocidos y otros precursores en situaciones de ayuno prolongado, mediante la neoglucognesis. La capacidad para aportar glucosa de los riones es comparable a la que posee el hgado.

PROCESOS RENALES BSICOSLa formacin de orina es el resultado de la filtracin glomerular, la reaborcin tubular y la secrecin tubular. La formacin de la orina comienza con la filtracin del plasma desde los capilares glomerulares hacia el espacio de Bowman, es la filtracin glomerular, y el filtrado se llama filtrado glomerular. La mayora de las sustancias del plasma, excepto las protenas, se filtran libremente, de tal modo que sus concentraciones en el filtrado glomerular son casi las mismas que en el plasma. Las excepciones a esta afirmacin son algunas sustancias de bajo peso molecular como el calcio y los cidos grasos, que no se filtran libremente porque estn unidas en parte a las protenas plasmticas. Este filtrado, tambin se le denomina ultrafiltrado. Durante el paso del filtrado por los tbulos, su composicin se ve alterada por el paso de sustancias de los tbulos a los capilares peritubulares y viceversa. Cuando la direccin del movimiento es desde la luz tubular hacia los capilares peritubulares el proceso se llama reabsorcin tubular. El movimiento en la direccin opuesta es la secrecin tubular. En la figura 26.7 se observa el manejo renal de cuatro sustancias hipotticas. La sustancia A se filtra libremente por los capilares glomerulares, pero no se reabsorbe ni se excreta. Por tanto su tasa de excrecin es igual a la tasa con que fue filtrada. Determinados productos de deshecho, como la creatinina (producto del catabolismo de las protenas), son tratados por los riones de esta forma permitiendo la excrecin fundamentalmente de toda la cantidad que se ha filtrado.

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La sustancia B, se filtra libremente, pero tambin se reabsorbe parcialmente en los tbulos y vuelve a la sangre. Por tanto, la tasa de excrecin urinaria es inferior a la tasa de filtracin en los capilares glomerulares. En este caso, la tasa de excrecin se calcula por la diferencia entre lo filtrado y lo reabsorbido. Esto suele ocurrir con muchos electrlitos. La sustancia C se filtra tambin libremente en los capilares glomerulares, pero no se excreta a la orina, porque toda la sustancia filtrada se reabsorbe en los tbulos y vuelve a la sangre. Este modelo lo siguen algunas sustancias como los aminocidos y la glucosa, permitiendo que estas sustancias se conserven en el organismo. La sustancia D se filtra libremente en el glomrulo, y no se reabsorbe, pero nuevas cantidades de esta son secretadas desde los capilares peritubulares a la luz tubular. Esto permite que la sustancia sea depurada rpidamente de la sangre y excretada en grandes cantidades por la orina. La tasa de excrecin se calcula sumando la filtracin ms la secrecin tubular.

Cada sustancia del plasma tiene su propia combinacin de filtracin, reabsorcin y secrecin antes de ser excretada. La tasa con que una sustancia se excreta por la orina depende de las tasas relativas de estos tres procesos.

FILTRACION GLOMERULARAl igual que ocurre en otros capilares, la tasa de filtracin glomerular (TFG) est determinada por: 1. El equilibrio de las fuerzas hidrostticas y coloidosmticas que actan a travs de la membrana capilar. 2. El coeficiente de filtracin capilar (Kf) que es el producto de la permeabilidad por la superficie de filtracin de los capilares. Los capilares glomerulares tienen una tasa de filtracin mucho mayor que otros capilares debido a su elevada presin hidrosttica glomerular y a su mayor Kf. En el adulto normal, la TFG es, en promedio, de 125 ml/min, o sea, unos 180 litros al da. La fraccin de plasma que se filtra (fraccin de filtracin) es de un 20%. La membrana de los capilares glomerulares tiene tres capas (en lugar de las dos habituales: 1. El endotelio capilar. 2. Una membrana basal. 3. Un capa de clulas epiteliales (los podocitos) que rodean la superficie externa de la membrana basal capilar.

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Estas capas, en conjunto forman la barrera filtrante. La gran tasa de filtracin, se debe a sus caractersticas especiales. El endotelio capilar est perforado por miles de pequeos agujeros llamados fenestras. Aunque las fenestraciones son bastante grandes, las clulas endoteliales poseen una gran cantidad de cargas negativas fijas que impiden el paso de las protenas plasmticas. Rodeando al endotelio est La membrana basal que consta de una red de colgeno y de fibrillas de proteoglucano con grandes espacios, a travs de los cuales se pueden filtrar grandes cantidades de agua y solutos pequeos. La membrana basal impide eficazmente la filtracin de las protenas plasmticas, en parte por las fuertes cargas negativas asociadas con los proteoglucanos. La ltima capa est formada por clulas epiteliales, los podocitos. Estas clulas no forman una capa continua, sino que tienen largas expansiones parecidas a un pie (podocitos) que rodean la superficie externa de los capilares. Las expansiones de los podocitos estn separadas por huecos llamados poros de rendija, a travs de los cuales se desplaza el filtrado glomerular. Los podocitos, que tambin tienen una carga negativa, proporcionan una proteccin adicional a la filtracin de las protenas plasmticas. La capacidad de filtracin de los solutos est depende de su tamao (a mayor tamao menor filtracin), y de su carga elctrica. Las grandes molculas con carga negativa se filtran co menos facilidad que las molculas de igual tamao cargadas positivamente. DETERMINANTES DEL FILTRADO GLOMERULAR La TFG est determinada por: 1. La suma de las fuerzas hidrostticas y coloidosmticas a travs de la membrana glomerular, que nos da la presin de filtracin neta. 2. El coeficiente de filtracin capilar glomerular Kf. Expresado matemticamente:

TFG = Kf. x Presin de filtracin netaLa presin de filtracin neta es la suma de las fuerzas hidrostticas o coloidosmticas que favorecen o se oponen a la filtracin. Este conjunto se denomina fuerzas de Starling. Estas fuerzas son:

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1. La presin hidrosttica en el interior de los capilares (presin hidrosttica glomerular, PG) que favorece la filtracin. 2. La presin hidrosttica en la cpsula de Bowman (PB), que se opone a la filtracin. 3. La presin coloidosmtica de las protenas plasmticas de los capilares glomerulares (G), que se opone a la filtracin. 4. La presin coloidosmtica de las protenas en la cpsula de Bowman (B), que favorece la filtracin. En condiciones normales, la concentracin de protenas en el filtrado glomerular es tan baja que, la presin coloidosmtica de la cpsula de Bowman se considera nula.

La TFG puede expresarse, por tanto, como:

TFG = Kf. x (PG - PB - G + B)El Kf es una medida del producto de la conductividad hidrulica por la superficie de los capilares glomerulares. No puede medirse directamente, pero se calcula experimentalmente:

Kf.= TFG / Presin de filtracin netaComo la TFG de ambos riones es de unos 125 ml/min y la presin de filtracin neta es de 10 mm Hg, el Kf normal es de unos 12,5 ml/min/mm Hg por cada 100 g de peso del rin. Este valor es unas 400 veces mayor que el de otros capilares del cuerpo. Este elevado valor contribuye a la rapidez de filtracin del plasma. Tericamente el aumento de Kf aumenta la TFG, mientras que un Kf disminuido la reduce. Sin embargo, los cambios de la Kf no representan un mecanismo importante para la regulacin de la TFG. Pero algunas enfermedades (como la hipertensin arterial o la diabetes) disminuyen el Kf reduciendo el nmero de capilares glomerulares funcionales o aumentando el grosor de la membrana capilar.

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El aumento de la presin hidrosttica en el espacio de Bowman disminuye la TFG, mientras que su disminucin aumenta la TFG. Sin embargo, los cambios de presin en la cpsula de Bowman no representan un recurso importante para regular la TFG. En ciertos procesos patolgicos que cursan con obstruccin en las vas urinarias la presin en la cpsula de Bowman puede aumentar mucho y disminuir la TFG. El aumento de la presin coloidosmtica capilar glomerular (G) disminuye la TFG. Cuando la sangre pasa desde la arteriola aferente y a travs de los capilares glomerulares a las arteriolas eferentes, la

G

aumenta en forma progresiva (en torno a un 20%) debido la

perdida de lquido que supone el filtrado concentrndose as las protenas plasmticas, a medida que avanza por el capilar. Suponiendo que la

G normal del plasma que entra en la

arteriola aferente es de 28 mm Hg, esta cifra se eleva a unos 36 mm Hg en el momento que la sangre llega al extremo eferente de los capilares. Por tanto la presin coloidosmtica promedio en los capilares glomerulares est alrededor de 32 mm Hg. Hay por tanto dos factores que influyen en la presin coloidosmtica: 1. La presin coloidosmtica del plasma arterial. 2. La fraccin de plasma que se filtra en los capilares glomerulares (fraccin de filtracin). Si se aumenta la presin coloidosmtica del plasma arterial, se eleva la presin coloidosmtica glomerular, la cual disminuye la TFG. Si se aumenta la fraccin de filtracin tambin se concentran las protenas plasmticas y se eleva la presin coloidosmtica glomerular. Como la fraccin de filtracin se define por el cociente TFG/flujo plasmtico renal, la fraccin de filtracin puede aumentar bien al aumentar la TFG, o bien al disminuir el flujo plasmtico renal. Por ejemplo, una disminucin del flujo plasmtico renal sin ningn cambio inicial de la TFG tendera a aumentar la fraccin de filtracin, lo cual elevara la presin coloidosmtica capilar glomerular y tendera a disminuir la TFG. Por esta razn, los cambios en el flujo sanguneo renal pueden influir en la TFG independientemente de los cambios que sufra la presin hidrosttica glomerular. Al aumentar el flujo sanguneo al rin, se filtra inicialmente una menor fraccin del plasma en los capilares glomerulares, causando una menor elevacin de la presin coloidosmtica capilar glomerular y por tanto una tendencia al aumento de la TFG. Por consiguiente, aunque se mantenga una presin hidrosttica glomerular constante, el aumento del flujo sanguneo renal tiende a elevar la TFG y el descenso del flujo a disminuir la TFG. El aumento de la presin hidrosttica capilar glomerular eleva la TFG. Se calcula que la presin hidrosttica capilar es de unos 60 mm Hg en circunstancias normales. Los cambios en la presin hidrosttica glomerular constituyen el principal medio que permite la regulacin fisiolgica de la TFG. La presin hidrosttica glomerular se determina por tres variables sometidas a contro fisiolgico: 1. La presin arterial. 2. La resistencia en la arteriola aferente. 3. La resistencia en la arteriola eferente. El aumento de la presin arterial tiende a aumentar la presin hidrosttica glomerular y, por tanto, a aumentar la TFG. Sin embargo, este efecto queda amortiguado por los mecanismos de

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autorregulacin que mantienen una presin glomerular relativamente constante cuando la presin arterial flucta. Si aumenta la resistencia en la arteriola aferente, disminuye la presin hidrosttica glomerular y desciende la TFG. Por el contrario, la dilatacin de la arteriola aferente aumenta tanto la presin hidrosttica glomerular como la TFG. La constriccin de las arteriolas eferentes aumenta la resistencia al paso de la sangre procedente de los capilares glomerulares. Esto eleva la presin hidrosttica glomerular, y mientras no se reduzca demasiado el flujo sanguneo renal, la TFG aumentar ligeramente. Sin embargo, como la constriccin arteriolar eferente tambin reduce el flujo sanguneo renal, la fraccin de filtracin y la presin coloidosmtica tambin se elevan. Por tanto, si la la constriccin de las arteriolas eferentes es intensa (a ms del triple) el aumento de la presin coloidosmtica superar el aumento de la presin hidrosttica. Cuando esto ocurre, la fuerza neta de filtracin desciende y por tanto la TFG.

As pues, la constriccin de las arteriolas eferentes tiene un efecto bifsico sobre la TFG. En grado moderado, la constriccin produce un aumento ligero de la TFG, pero si es intensa, aparece una disminucin de la TFG. CONTROL DEL FLUJO SANGUINEO RENAL Los mecanismos que regulan el flujo sanguneo renal estn ntimamente relacionados con el control de la TFG y la funcin excretora. El flujo sanguneo renal est determinado por el gradiente de presin a travs de la vascularizacin renal (la diferencia entre las presiones hidrostticas de la arteria y la vena renal), dividido por la resistencia vascular renal total:

La presin en la arteria renal es igual aproximadamente a la presin arterial sistmica, y la presin en la vena renal es, en promedio, 3-4 mm Hg. La resistencia vascular renal total es la suma de de cada una de las resistencias de cada uno de los territorios vasculares individuales

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que corresponden a las arterias, arteriolas, capilares y venas. La mayora de las resistencias vasculares renales residen en las arterias interlobulillares, las arteriolas aferentes y las arteriolas eferentes. La resistencia de estos vasos est controlada por el sistema nervioso simptico, varias hormonas y los mecanismos renales locales internos de control (sustancias autacoides). El aumento de la resistencia en cualquier segmento vascular renal tiende a disminuir el flujo sanguneo renal. Mientras que la disminucin de las resistencias aumenta el flujo renal si las presiones de la arteria y vena renal permanecen constantes. Aunque los cambios de la presin arterial tienen alguna influencia sobre el flujo sanguneo renal, los riones poseen mecanismos eficaces para mantener el flujo sanguneo renal y la TFG relativamente constantes, en un margen de presin entre 80 y 170 mm Hg, proceso que se conoce como autorregulacin. El flujo sanguneo en los vasos rectos de la mdula renal es muy bajo comparado con el flujo en la corteza renal. La corteza recibe la mayor cantidad de flujo renal (la mdula solo recibe el 1-2% de la totalidad del flujo sanguneo renal). El flujo a la mdula lo suministra una parte especializada del sistema de los capilares peritubulares llamada vasa recta (vasos rectos). Estos vasos desempean un papel importante en la formacin de una orina concentrada por los riones. CONTROL DEL FLUJO SANGUNEO RENAL POR EL S. N. SIMPTICO Prcticamente todos los vasos sanguneos renales, incluidas las arteriolas aferente y eferente, estn abundantemente inervadas por fibras nerviosas simpticas. La fuerte activacin de los nervios simpticos renales puede producir constriccin de las arteriolas renales y disminuir el flujo sanguneo renal y la TFG. Los impulsos simpticos moderados o ligeros tienen poca influencia sobre el flujo sanguneo renal o la TFG. Por ejemplo, la activacin refleja del sistema simptico derivada de descensos moderados de la presin arterial, en los barorreceptores del seno carotdeo o en los receptores cardiopulmonares, tiene poca influencia sobre el flujo sanguneo renal o la TFG. Adems como los barorreceptores se adaptan en cuestin de minutos u horas a los cambios sostenidos de la presin arterial, es poco probable que estos mecanismos reflejos tengan un papel importante en el control a largo plazo del flujo sanguneo renal y la TFG. Los nervios simpticos renales son ms importantes para disminuir la TFG cuando existen trastornos intensos agudos, que actan durante minutos u horas, como los que se desencadenan ante una reaccin de defensa, una isquemia cerebral o una hemorragia intensa. En una persona en reposo, el tono simptico de los riones parece ser escaso. CONTROL DEL FLUJO RENAL POR LAS HORMONAS Y LOS AUTACOIDES Hay varias hormonas y autacoides que pueden influir sobre el flujo sanguneo renal y la TFG (cuadro 26-4). La noradrenalina, la adrenalina y la endotelina producen constriccin de los vasos sanguneos renales y disminuyen la TFG. La adrenalina y la noradrenalina [tambin se llaman epinefrina y norepinefrina, o tambin genricamente catecolaminas] son secretadas por la mdula suprarrenal y producen vasoconstriccin de las arteriolas aferente y eferente, originando un descenso en la TFG y el flujo sanguneo renal. En general, las concentraciones en sangre de estas hormonas son paralelas a la actividad del sistema nervioso simptico; por eso, la noradrenalina y la

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adrenalina tienen poca influencia sobre la hemodinmica renal salvo en circunstancias extremas, como una hemorragia intensa. Otra sustancia vasoconstrictora, la endotelina es un pptido que puede liberarse por las clulas del endotelio vascular lesionado, de los riones o de otros tejidos. El papel fisiolgico de este autacoide no se conoce del todo. Sin embargo, puede favorecer la hemostasia (reduciendo al mnimo la prdida de sangre) cuando se lesiona un vaso.

La angiotensina II constrie las arteriolas eferentes. La angiotensina II es una sustancia dotada con un potente efecto vasoconstrictor. Puede considerarse como una hormona circulante y tambin como un autacoide producido localmente, puesto que se forma en los riones y tambin en la circulacin general. Como la angiotensina II induce fundamentalmente la vasoconstriccin de la arteriola eferente, cuando la angiotensina II aumenta, tambin aumenta la presin hidrosttica glomerular al tiempo que disminuye el flujo sanguneo renal. Debe tenerse en cuenta que la mayor formacin de angiotensina II suele ocurrir en circunstancias que se acompaan de descenso de la presin arterial, o de disminucin del volumen circulante, que tienden a disminuir la TFG. En estos casos, los mayores niveles de angiotensina II, al producir vasoconstriccin de las arteriolas eferentes, ayudan a evitar que descienda la presin glomerular y la TFG. Tambin, al mismo tiempo, la disminucin del flujo sanguneo producido por la constriccin de las arteriolas eferentes favorece la disminucin del flujo sanguneo a travs de los capilares peritubulares, lo que aumenta (como se ver ms adelante) la reabsorcin de sodio y agua. As pues, las concentraciones elevadas de angiotensina II que aparecen con una dieta pobre en sodio o por prdida de volumen sanguneo (por hemorragias o deshidratacin), ayudan a mantener la TFG y la excrecin de productos de deshecho, como la urea y la creatinina, que dependen de la filtracin glomerular para su eliminacin. Al mismo tiempo, al producir un aumento en la reabsorcin de sodio y agua, ayuda a restablecer el volumen sanguneo y la presin arterial. El xido ntrico de origen endotelial disminuye las resistencias vasculares renales y aumenta la TFG. El xido ntrico es liberado por el endotelio vascular en todo el cuerpo. Es un autacoide que disminuye la resistencia vascular renal. La produccin basal de xido ntrico parece ser importante para evitar una vasoconstriccin renal excesiva y para favorecer la excrecin de cantidades normales de sodio y agua. Por ej., la administracin de frmacos que inhiben la formacin de xido ntrico, aumenta la resistencia vascular renal y disminuye la TFG y la excrecin de sodio por la orina, provocando con ello la elevacin de la

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presin arterial [NOTA: el agua siempre sigue al sodio, por lo que si se retiene sodio, tambin se retiene ms agua, con lo que se eleva la presin arterial]. En algunos pacientes hipertensos, el deterioro de la produccin de xido ntrico puede contribuir a la vasoconstriccin renal y al incremento de la presin sangunea. Las prostaglandinas y la bradicinina tienden a aumentar la TFG. Las hormonas y autacoides que producen vasodilatacin y aumento del flujo renal y de la TFG, comprenden las prostaglandinas (PGE2 y PGI2) y la bradicinina. Aunque no parece que estos vasodilatadores sean muy importantes para la regulacin del flujo renal o de la TFG en condiciones normales, pueden amortiguar los efectos de los nervios simpticos o de la angiotensina II. Al contrarrestar la vasoconstriccin de las arteriolas aferentes, las prostaglandinas pueden ayudar a evitar la disminucin excesiva del flujo sanguneo renal. Por ej., administrando agentes antiinflamatorios no esteroideos como la aspirina (cido acetil-saliclico), que inhiben la sntesis de prostaglandinas, pueden producirse notables disminuciones de la TFG en situaciones de estrs, como una disminucin de volumen y tras la ciruga. AUTORREGULACIN DE LA TFG Y DEL FLUJO RENAL Los mecanismos de retroaccin intrnsecos de los riones mantienen normalmente un flujo sanguneo y una TFG relativamente constantes, a pesar de producirse cambios intensos en la presin arterial. Esta capacidad para mantener La TFG relativamente constante, a pesar de los cambios de presin es lo que se conoce como autorregulacin renal. Esta facultad se mantiene en un rango de presin entre 70 y 180 mm Hg (la presin arterial media es de 100 mm Hg). Los mecanismos de autorregulacin siguen funcionando en los riones extrados del cuerpo y perfundidos con sangre, por tanto, son independientes de influencias generales. La autorregulacin renal es importante para evitar cambios extremos de la excrecin renal. La autorregulacin se consigue a travs de efectos locales, especialmente sobre la arteriola aferente. As cuando la presin arterial desciende, las arteriolas aferentes se dilatan, y cuando la presin se incrementa, se produce una vasoconstriccin de las arteriolas aferentes, manteniendose as el flujo y la TFG relativamente constante. La autorregulacin tambin es lograda por un mecanismo de retroaccin entre la mcula densa y las arteriolas aferentes. Este mecanismo es llamado retroaccin tubuloglomerular. La mcula densa es un grupo especial de clulas situadas en el tbulo distal que es sensible a los cambios de concentracin de cloruro sdico en el tbulo distal. Este mecanismo de retroaccin ayuda a que se mantenga un aporte relativamente constante de cloruro sdico al tbulo distal y sirve para evitar fluctuaciones espurias de la excrecin renal. El mecanismo de retroaccin tubuloglomerular consta de dos elementos que actan conjuntamente para regular la TFG: 1) un mecanismo de retroaccin de la arteriola aferente; 2) un mecanismo de retroaccin de la arteriola eferente. Ambos dependen de la especial configuracin anatmica del complejo yuxtaglomerular. Este complejo est formado por las clulas de la mcula densa en la porcin inicial del tbulo distal y las clulas yuxtaglomerulares en la pared principalmente de las arteriolas aferentes. La disminucin de cloruro sdico en la mcula densa produce dilatacin de las arteriolas aferentes y aumento de liberacin de renina por las clulas yuxtaglomerulares. Por ejemplo,

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una disminucin de la TFG por una disminucin de la presin arterial, produce un aumento de la reabsorcin de sodio. Esto hace que llegue menos sodio al tbulo distal y se active la mcula densa. Esta activacin produce, por un lado, la dilatacin de las arteriolas aferentes, lo que favorece la elevacin de la presin hidrosttica glomerular y por tanto, el aumento de la TFG; y por otro lado, aumenta la liberacin de renina por las clulas yuxtaglomerulares. La renina aumenta la formacin de angiotensina I, que se convierte en angiotensina II. Esta angiotensina II produce la constriccin de las arteriolas eferentes, lo que eleva la presin hidrosttica glomerular y restablece una TFG normal.

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El aumento de presin arterial produce el efecto contrario, con vasoconstriccin de la arteriola aferente. Otros factores que aumentan el flujo renal y la TFG son la ingesta elevada de protenas y el aumento de la glucosa sangunea. No se conoce exactamente el mecanismo por lo que ocurre esto, pero se piensa que el aumento de aminocidos o de glucosa hace que stos se tengan que reabsober en mayor cantidad por el tbulo proximal. Como tanto los aminocidos como la glucosa se reabsorben junto con el sodio, la mayor reabsorcin de aminocidos o de glucosa estimulara tambin una mayor reabsorcin de sodio en los tbulos proximales lo que hara que llegara menos sodio a la mcula densa y desencadenara la retroaccin tubuloglomerular. El objetivo primordial de la retroaccin tubuloglomerular es asegurar un aporte constante de cloruro sdico al tbulo distal, donde se producen las ltimas modificaciones en el proceso de elaboracin de la orina. Por tanto, los trastornos que tiendan a aumentar la reabsorcin de sodio, antes de llegar a la mcula densa, tendrian tendencia a producir un aumento del flujo renal y de la TFG, lo cual ayudara a que se normalizara el aporte de sodio al tbulo distal, de modo que pudieran mantenerse unas tasas normales de excrecin de sodio y agua. VALORACIN DE LA FUNCIN RENAL. MEDICION DEL FILTRADO GLOMERULAR La filtracin glomerular no se mide directamente, pero puede ser estimada por la excrecin de una sustancia marcador. El aclaramiento renal, es el volumen de plasma totalmente liberado de una determinada en una unidad de tiempo. Es una medida de la capacidad que tiene el rin para eliminar una sustancia del plasma. El aclaramiento es una medida muy til para conocer los procesos que una sustancia sufre en el rin. Una sustancia ideal que se filtrara completamente a nivel del glomrulo, no fuera reabsorbida ni secretada, medira la capacidad de filtracin glomerular, esta sustancia es la inulina. La inulina es un polmero de fructosa, el cual es libremente filtrado y no es ni secretado ni reabsorbido por la nefrona. La inulina no se produce de forma natural en el organismo, por lo que debe ser infundida por perfusin intravenosa continua, para lograr una concentracin plasmtica constante. En el adulto medio, la TFG es de 125 ml/min (180 l/24 h). Como el volumen de plasma es aproximadamente de 3 litros, la totalidad del volumen plasmtico es filtrado unas 60 veces cada 24 horas.

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Aunque el aclaramiento de inulina es un una estimacin muy buena de la TFG, su uso clinico est muy limitado, por la necesidad de infundirla de manera exgena. En la prctica diaria, se usa habitualmente el aclaramiento de creatinina en 24 horas como medida de la TFG. La creatinina es un producto final del metabolismo del msculo (es un derivado de la creatina fosfato), que se libera de forma regular y continua al plasma. Aunque se filtra libremente por el glomrulo, alguna cantidad adicional (10%) se segrega por los tbulos. Sin embargo, como los mtodos disponibles para la medicin de la concentracin de la creatinina tienden a sobreestimar su concentracin en plasma (tambin un 10%), el error tiende a minimizarse. Por lo que el valor de la TFG estimado con la creatinina se correlaciona bien con el medido con inulina. El aclaramiento de creatinina se calcula mediante la frmula:

La concentracin en plasma de la creatinina tambin puede ser usado como un indicador de la filtracin glomerular. Como la creatinina se libera de forma continua al plasma y es eliminada por la filtracin glomerular, los valores de la concentracin de creatinina en plasma y la TFG estn inversamente relacionados. Es decir, cuando disminuye la TFG aumenta la creatinina y viceversa (figura 23.7). Sin embargo, para el uso de la concentracin de creatinina en plasma como ndice de la TFG, hay que tener algunas precauciones: 1) Puede pasar un tiempo considerable para que los cambios en la TFG produzcan cambios detectables en la creatinina plasmtica. 2) La concentracin de creatinina plasmtica tambin est influenciada por la masa muscular. As un hombre joven y musculoso tendr unas mayores cifras de creatinina que un anciano. 3) Algunos frmacos que inhiben la secrecin tubular de creatinina, pueden aumentar las cifras de su concentracin en plasma, sin modificar la TFG.

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En el organismo, la mayora de sustancias son filtradas y son reabsorbidas o secretadas. El anlisis del aclaramiento de estas sustancias puede proporcionar informacin sobre el manejo de las mismas por parte del rin. Si sabemos que una sustancia es filtrada libremente en el glomrulo, si comparamos el aclaramiento de cualquier sustancia con el de la creatinina o inulina, podemos saber si esa sustancia tiene filtracin, si se filtra y se reabsorbe o si se filtra y se secreta. As: Si una sustancia tiene un aclaramiento menor que el de inulina significa que parte de esta sustancia se reabsorbe por los tbulos renales. Si una sustancia tiene un aclaramiento mayor que el de la inulina significa que parte de esa sustancia se secreta por los tbulos. Si una sustancia tiene el mismo aclaramiento que el de la inulina significa que slo se filtra.

MEDICIN DEL FLUJO SANGUNEO RENAL El flujo sanguneo renal puede ser medido directamente colocando una sonda de flujo electromagntica o ultrasnica en la arteria renal. Sin embargo, tambin puede ser medido de forma indirecta usando una tcnica de aclaramiento. De modo que, si una sustancia es totalmente eliminada la sangre por medio de su paso a travs de el rin, sin llegar nada a la vena renal, entonces el aclaramiento de esa sustancia es igual al flujo sanguneo renal. El cido para-aminohiprico (PAH) es una sustancia que se acerca a este ideal. El PAH no est presente normalmente en la sangre, pero puede infundirse por va intravenosa para lograr una concentracin estable. Casi todo el PAH es eliminado en un pase a travs del rin. Algo es filtrado por el glomrulo y el restantes es secretado por el tbulo proximal. Sin embargo hay que recordar que no todo el flujo arterial renal pasa a los vasos de los tbulos proximales. Una parte pasa de la arteria eferente a los vasa recta. Esto hace que una parte del PAH (menos del 10%) escape a la secrecin tubular y aparezca en la vena renal. Es posible corregir esto, pero usualmente el valor, sin corregir, obtenido del aclaramiento del PAH se toma como el flujo plasmtico renal efectivo (FPRE). En un adulto normal el flujo plasmtico renal efectivo equivale a equivale a 630 ml/min. Asumiendo que la eliminacin del PAH desde la sangre arerial es del 90%, entonces el Flujo Plasmtico renal podria estimarse como:

FPR = FPRE / 0,9 = 630 /0,9 = 700 ml / minEn la sangre total, el porcentaje de hematocrito [la parte celular de la sangre, fundamentalmente hemates] es de 0,44. Entonces, la fraccin ocupada por el plasma es:

1 - 0,44 = 0,56Por tanto:

Flujo sanguneo renal total (FSR) = 700 / 0,56 = 1.250 ml / min

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FUNCION TUBULARA medida que el ultrafiltrado glomerular progresa a lo largo del tbulo renal, la mayor parte del agua y de los solutos filtrados se reabsorben desde la luz tubular hasta los capilares peritubulares. Esta reabsorcin se caracteriza por ser cuantitativamente muy elevada (de los 170 L filtrados cada da slo se excretan por la orina alrededor de 1,5 L) y, adems, muy selectiva. Algunas sustancias como la glucosa, los aminocidos y el bicarbonato son reabsorbidas casi en su totalidad. Otras como la urea se reabsorben slo parcialmente y aparecen en la orina en cantidades variables. El agua y la mayor parte de los iones presentes en el ultrafiltrado glomerular, como el sodio, el cloro, el potasio, el calcio, el fsforo y el magnesio, tambin se reabsorben en su mayor parte, para mantener constante el volumen y la composicin del medio extracelular. Un pequeo porcentaje de la cantidad filtrada es, sin embargo, eliminado por la orina y, en condiciones normales, la cantidad excretada refleja fielmente la ingesta diaria de cada uno de ellos. Algunas sustancias son, por el contrario, secretadas desde los capilares hacia el interior de la luz tubular, como sucede con diversos cidos y bases orgnicos. La secrecin tubular es, adems, una va de eliminacin particularmente eficaz para las sustancias extraas al organismo.

MECANISMOS DE TRANSPORTELas sustancias pueden ser reabsorbidas o secretadas nicamente a travs de dos vas:

A travs de la celula epitelial tubular: va transcelular. Entre las clulas, atravesando las uniones hermticas (tight junctions) y el espacio intercelular lateral: va paracelular

Las sustancias se mueven pasivamente entre el espacio intersticial y la sangre, en los capilares peritubulares. La mayor parte de sustancias que son secretadas a la orina provienen del plasma de los capilares peritubulares. Una importante excepcin es el amonio, que es sintetizado y secretado por las clulas tubulares

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El transporte tubular comprende mecanismos pasivos y activos. El transporte es activo cuando se efecta contra un gradiente de concentraciones o de potenciales elctricos (gradiente electroqumico) desfavorable y, por consiguiente, consume energa. El transporte activo implica siempre consumo de oxgeno, produccin de CO2 y liberacin de lactato. La energa requerida proviene del metabolismo celular y es utilizada por las denominadas bombas transportadoras del tipo ATPasa que utilizan la energa que desprende la hidrlisis del ATP a ADP. El transporte tubular es pasivo, por difusin, cuando se produce a favor de un gradiente de presin o electroqumico y, por consiguiente, sin consumo energtico alguno. El agua, por ejemplo, sigue en forma pasiva a los solutos reabsorbidos, primero hacia el interior de la clula y luego hacia el espacio peritubular, gracias al gradiente de presin osmtica que genera el transporte de solutos. El transporte transcelular puede ser activo tanto en la membrana luminal, como en la basolateral (la que da al capilar peritubular). Sin embargo, si el transporte es activo en la membrana basolateral, entonces en la luminal es pasivo, y viceversa. El transporte paracelular ocurre por difusin. La pequea cantidad de albmina y otras protenas de bajo peso molecular que se filtran por el glomrulo, son reabsorbidas en su mayora en el tbulo proximal por pinocitosis. El transporte acoplado directamente a una fuente de energa, como la hidrlisis del ATP, se llama transporte activo primario. Un buen ejemplo de esto es la bomba ATPasa de sodio y potasio que funciona en la mayora de los tramos del tbulo renal. El transporte activo secundario ocurre cuando el movimiento de una sustancia por transporte activo primario, crea un gradiente a travs de la membrana celular que conduce al movimiento de una segunda sustancia. Si durante el movimiento asociado, la segunda sustancia se mueve en la misma direccin que la primera, el proceso se llama cotransporte. Si se mueve en la direccin opuesta se llama contratransporte. El sodio es un ejemplo de sustancia que es reaabsobida por transporte activo primario en las clulas de la pared de los tbulos proximal, distal y colector. Otras sustancias como la glucosa, los fosfatos y los aminocidos son cotransportados con el sodio al interior de las clulas. Una vez dentro, la glucosa y los aminocidos salen al espacio intersticial, atravesando la membrana basocelular, por difusin facilitada impulsada por las elevadas concentraciones de glucosa y aminocidos existentes en el interior de la clula. Aunque el transporte de la glucosa contra un gradiente qumico no consume directamente ATP, depende de la energa generada por la bomba activa ATPasa primaria de Na-K de la membrana basolateral. Gracias a la actividad de esta bomba, se mantiene un gradiente electroqumico para la difusin facilitada del sodio al interior de la clula, y proporciona para el transporte simultneo contra gradiente de la glucosa a travs de la

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membrana luminal. Por lo que el transporte de la glucosa (o de los aminocidos) es secundario al transporte primario activo de sodio. En el contratransporte, la energa liberada por la bomba Na-K y la difusin facilitada del sodio al + interior de la clula tubular, permite la excrecin contra gradiente de los iones de hidrgeno H a la orina. TRANSPORTE ACTIVO MXIMO Todos los sistemas de transporte activo (tanto para la secrecin como para la reabsorcin), tienen un Transporte mximo (Tm) que corresponde al lmite de cantidad de sustancia que puede transportar por unidad de tiempo. Este lmite se debe a la saturacin del sistema de transporte cuando la cantidad de soluto suministrada al tbulo (carga tubular) supera la capacidad del sistema de transporte. El sistema de transporte de la glucosa en el tbulo proximal es un buen ejemplo. Normalmente no hay glucosa detectable en la orina porque prcticamente todo la glucosa filtrada se reabsorbe en el tbulo proximal. Pero cuando la carga filtrada supera la capacidad de los tbulos para reabsorber la glucosa, esta aparece en la orina. El umbral o dintel renal para la glucosa es la concentracin plasmtica de glucosa que hace que aparezca sta en orina. TRANSPORTE EN EL TBULO PROXIMAL (TP) En el tbulo proximal, alrededor del 60-70% de la cantidad de sodio, agua y urea es reabsorbida. Adems, hay una casi completa reabsorcin de cloruro, bicarbonato, fosfato, potasio, glucosa, aminocidos y protenas. En cambio, iones hidrgeno, amonio y cidos orgnicos son secretados a la orina.

Reabsorcin de sodio La reabsorcin de sodio en el TP es importante porque conserva el sodio total del organismo, y porque la reabsorcin de otras muchas sustancias (cloruro, agua, glucosa, aminocidos) depende de ella. + + La clula del TP tiene en su membrana basolateral una bomba ATPasa de Na /K la cual bombea sodio del interior de la clula al liquido intersticial. Esto, mantiene una concentracin intracelular de sodio relativamente baja respecto a la luz tubular. El interior celular tambin tiene un potencial de membrana de -70mV respecto a la luz tubular. De esta manera, el sodio se mueve pasivamente desde la luz tubular al interior de la clula. Una vez dentro de la clula, la mayor parte del sodio es activamente bombeado al espacio intersticial e intercambiado por potasio en la membrana basolateral por + + + la bomba de Na /K . Tres Na salen de la clula por cada + dos K que entran en la misma. Parte del potasio que entra en la clula puede abandonarla pasivamente por medio de los canales de potasio que estn principalmente en la membrana basolateral, antes que en la membrana luminal. As la concentracin intracelular de potasio, la cual es alta (como en la mayora de clulas del organismo), no se modifica + + por la accin de la bomba de Na /K .

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Reabsorcin de cloruro En la porcin inicial del TP, la entrada de sodio al interior de la clula se acompaa de la + secrecin de iones H , los cuales mantienen la neutralidad elctrica dentro de la clula e inducen a la reabsorcin de bicarbonato como CO2. La reabsorcin de sodio es, lo que es ms importante, acompaada de agua. Esto resulta en una concentracin del cloruro en la luz tubular, que se va incrementando a lo largo de la longitud del TP. En los dos tercios finales del TP, el gradiente originado es suficiente para que el cloruro se mueva pasivamente al interior de la clula, y consiguientemente, al lquido intersticial. Este movimiento del cloruro hace que el lquido intersticial sea relativamente negativo respecto a la luz tubular y as, a su vez, algo de sodio se mueve pasivamente hacia el lquido intersticial desde la luz tubular.

Reabsorcin de agua El movimiento del sodio, bicarbonato, y cloruro hacia el espacio intersticial y especialmente hacia el espacio lateral, reduce la osmolaridad de la luz tubular e incrementa la del espacio lateral. El espacio lateral se ve particularmente afectado por ser largos, tortuosos y estrechos, y por tener acceso restringido al resto del espacio intersticial. Esto origina un flujo osmtico neto de agua desde la luz tubular al espacio lateral por va paracelular y transcelular. Reabsorcin del agua hacia los capilares peritubulares: El movimiento de agua al espacio lateral aumenta la presin hidrosttica del lquido intersticial, con lo que tambin aumenta el gradiente de presin hidrosttica entre el espacio lateral y la luz tubular y entre el espacio lateral y los capilares peritubulares. Como las uniones hermticas (tight junctions) entre las clulas son muy permeables al agua y las sales, algo de agua y solutos regresan hacia la luz tubular. Sin embargo, la mayor parte del agua y solutos son conducidos hacia los capilares peritubulares por un gradiente osmtico y de presin hidrosttica. As mismo, debido a que el filtrado glomerular est esencialmente libre de protenas, el liquido que permanece en los capilares glomerulares y que llegar a los capilares peritubulares presenta una alta concentracin de protenas, y por tanto, una elevada presin onctica. La reabsorcin de agua y solutos en los capilares peritubulares, se facilita tambin por la baja presin hidrosttica capilar que resulta de la resistencia en las arteriolas eferentes. El volumen de agua reabsorbida depende en parte de la tasa de filtracin glomerular (TFG). Por ejemplo, si la TFG aumenta, entonces ms agua y solutos son filtradas por el glomrulo, dejando una ms alta concentracin de protenas en el capilar glomerular. De esta manera la presin onctica en los capilares peritubulares tambin se incrementa, y consecuentemente

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la reabsorcin por los espacios laterales tambin aumenta. En caso de descenso de la TFG ocurre lo contrario. De esta manera la reabsorcin tubular proximal compensa de forma muy ajustada un amplio rango de valores del TFG. Esto se conoce como balance o equilibrio glomerulotubular. Puesto que un aumento en la TFG conduce a un aumento en la cantidad de sodio filtrada, el equilibrio glomerulotubular hace que haya un aumento automtico, compensatorio en la reabsorcin del sodio. As, se conserva el sodio. De hecho, el porcentaje de filtrado y por lo tanto de sodio que es reabsorbido en el TP, es fija sobre una amplia gama de TFG.

Reabsorcin de glucosa En los niveles normales de glucosa plasmtica, toda la glucosa que es filtrada, es reabsorbida por el TP. La glucosa es cotransportada acompaando al sodio por la membrana luminal de la clula del TP, cuando el sodio disminuye su gradiente electroqumico usando el gradiente del sodio como fuente de energa. La glucosa, entonces se difunde desde la clula al espacio intersticial y por tanto al capilar peritubular. La glucosa aparece en la orina cuando se sobrepasa el dintel renal de reabsorcin, como ocurre en la diabetes mellitus (por aumento de la glucosa plasmtica).

Reabsorcin de bicarbonato + En el TP los hidrogeniones (H ) que entran en la luz tubular, son intercambiados por sodio o + son secretados por la H ATPasa. Estos hidrogeniones se combinan con el ion bicarbonato (HCO3 ) que haba sido filtrado por el glomrulo, formando H2CO3. Esto conduce a la formacin de H2O y CO2. Esto aumenta la PCO2 luminal. Esta reaccin est catalizada por la anhidrasa carbnica presente en el borde luminal en cepillo del TP. El CO2 difunde al interior de la celular y por reaccin inversa forma H y HCO3 . Este hidrogenin reemplaza a los que fueron secretados a la luz tubular. El HCO3 entonces se + difunde atravesando la membrana basolateral, en asociacin con Na , hacia el espacio intersticial para ser reabsorbido por los capilares peritubulares. Aunque en la reabsorcin del bicarbonato no hay transporte activo, los procesos involucrados en su reabsorcin hacen que haya una Tm (tasa mxima de absorcin) para el bicarbonato. No sorprendentemente, la Tm puede variar por cambios en la secrecin de H y en la + reabsorcin de Na . Sin embargo, la estrecha correspondencia de la Tm para el bicarbonato a la carga filtrada normal, da a entender que si la concentracin plasmtica de bicarbonato+ + -

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aumenta, entonces la Tm tiende a ser sobrepasada y por tanto, el exceso de bicarbonato ser excretado.

Aminocidos Los aminocidos se filtran libremente a travs del glomrulo, por lo que en el filtrado glomerular tienen la misma concentracin que en el plasma. Se reabsorben por cotransporte con sodio en la membrana luminal, usando el gradiente de sodio como fuente de energa. En su reabsorcin estn involucrados varios sistemas de transporte, cada uno de los cuales poseen su propia Tm. Fosfatos Los fosfatos se filtran libremente a travs del glomrulo y se reabsorben por cotransporte con sodio en la membrana luminal del TP. La Tm para su reabsorcin est muy ajustada a la carga filtrada normal. As cualquier incremento en la concentracin plasmtica de fosfato, conducir a un aumento en la excrecin de fosfato. La tasa de reabsorcin de fosfato est regulada hormonalmente. Se disminuye con la paratohormona (segregada por las paratiroides), y se aumenta con el calcitriol (la forma activa de la vitamina D). Sulfatos Los sulfatos son productos del catabolismo de las protenas (igual que los fosfatos). Tambin es reabsorbido por cotransporte con sodio. La Tm para los sulfatos se sobrepasa de forma normal, as aparece normalmente en orina y se mantiene as la concentracin plasmtica. Urea Es un producto del metabolismo proteico. Es libremente filtrada por el glomrulo y alrededor del 50% es reabsorbida por el tramo final del TP. Eso ocurre porque la reabsorcin de agua e iones aumenta la concentracin de urea en la luz tubular. De esta manera, la urea se mueve por difusin hacia el interior de la clula, disminuyendo as el gradiente de concentracin.

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Potasio El TP reabsorbe alrededor del 80% del potasio filtrado, pero los mecanismos responsables no son del todo comprendidos. El potasio es libremente filtrado por el glomrulo y por tanto, est presente en el filtrado en la misma concentracin que en el plasma. Parece ser reabsorbido pasivamente al interior de la clula tubular. La reabsorcin de sodio y agua hacia el espacio lateral tambin tiende a causar un incremento en la concentracin de potasio en la luz tubular, y as, alguna cantidad de potasio probablemente difunde pasivamente a travs de la va paracelular. Adicionalmente, parece tambin que existe un mecanismo de transporte activo para el potasio en el borde luminal. Calcio El 40-50% del calcio plasmtico est unido a protenas y, por tanto, no puede ser filtrado por 2+ el glomrulo. El restante est ionizado como Ca , y es libremente filtrado por los glomrulos. El Ca es reabsorbido por el TP en paralelo con el sodio y el agua, de manera que su 2+ concentracin en el tbulo permanezca ms o menos constante. El Ca entra en la clula tubular de forma pasiva descendiendo su concentracin y gradiente elctrico, pero 2+ + probablemente abandona la clula por un mecanismo de contratransporte Ca /Na o por 2+ mecanismo de Ca ATPasa.2+

Hidrogeno Iones hidrgeno formados en las clulas del TP por la disociacin del H2CO3 son secretados + a la luz tubular. La mayor parte de esta secrecin de H tiene lugar en el TP distal y est + asociada con la reabsorcin de Na por un proceso de contratransporte, pero alguno puede + ser mediado por una H ATPasa. Cationes y aniones orgnicos El TP segrega cationes y aniones orgnicos algunos de los cuales son productos finales del metabolismo que circulan por el plasma, tales como sales biliares, oxalato, urato, prostaglandinas, creatinina, adrenalina, noradrenalina. El TP tambin segrega sustancias orgnicas exgenas como el acido para-aminohiprico (PAH), usado para determinar el flujo plasmtico renal, y frmacos como la penicilina, aspirina morfina, etc. Debido a que muchas de estas sustancias estn unidas a protenas plasmticas, no son libremente filtradas por los glomrulos. Por tanto, la secrecin a la luz tubular proporciona un medio extremadamente importante de eliminacin del organismo de estas sustancias potencialmente txicas.

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TRANSPORTE EN EL ASA DE HENLE, TBULO DISTAL Y TBULO COLECTOR La parte de la nefrona despus del tbulo proximal, puede ser dividida en: 1. La rama descendente delgada del asa de Henle. 2. La rama ascendente delgada del asa de Henle 3. La rama ascendente gruesa del asa de Henle 4. La parte inicial del tbulo distal 5. La porcin final del tbulo distal 6. el tbulo colector. Las caracteristicas funcionales de esas secciones son muy distintas. Sin embargo, es conveniente considerar que todas juntastienen un papel comn: concentrar la orina. Concretamente, la rama descendente delgada de Henle tiene una alta permeabilidad para el agua y una baja permeabilidad para los solutos, lo cual permite que el agua se mueva a travs de la rama descendente hacia el intersticio hasta el equilibrio osmtico entre la luz tubular y el lquido intersticial. Alrededor del 20% del agua filtrada se reabsorbe en esta porcin. Por el contrario, las ramas ascendentes, tanto delgada como gruesa, tienen una baja permeabilidad al agua, y especialmente la rama ascendente gruesa reabsorbe activamente sodio desde la luz tubular. Alrededor del 25% de las cargas filtradas de sodio, cloruro y potasio se reabsorben en el asa de Henle, hacindolo en su mayor parte en la porcin ascendente gruesa, puesto que la porcin ascendente delgada tiene una capacidad de reabsorcin mucho menor. Tambin se reabsorben en la porcin gruesa otros iones como calcio bicarbonato y magnesio. Como la parte gruesa ascendente es prcticamente impermeable al agua, la mayor parte del agua en esta parte permanece en la luz tubular, a pesar de la reabsorcin de grandes cantidades de solutos. As pues, el lquido tubular de la rama ascendente se vuelve muy diluido conforma avanza hacia el tbulo distal. Un hecho que es importante pues permite que los riones diluyan o concentren la orina cuando varen las condiciones. El tbulo distal y el colector tambin reabsorben sodio. En ausencia de hormona antidiurtica (ADH) [tambin se llama vasopresina], son impermeables al agua. Sin embargo, en presencia de ADH, la ltima parte del tbulo distal y el tbulo colector llegan a ser muy permeables al agua. Esto permite que el agua se mueva desde el lquido tubular hasta el lquido intersticial hasta que ambos logran el equilibrio osmtico. Dado que la urea juega un importante papel en el proceso de concentracin, es importante considerar la permeabilidad a la urea de las distintas partes de la nefrona. La mayor permeabilidad la encontramos en la parte medular del tbulo colector, y puede ser incrementada por la ADH. La porcin ascendente gruesa y la porcin cortical del tbulo colector tienen una muy baja o ninguna permeabilidad a la urea, pero las ramas delgadas tanto descendente como ascendente del asa de Henle, son permeables a la urea. La urea se mueve pasivamente disminuyendo su gradiente de concentracin y reciclndose desde el tbulo

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colector medular al intersticio medular, donde aumenta la concentracin de urea del lquido intersticial y desde ah pasa a las ramas delgadas del asa de Henle. Tambin el tbulo distal y el colector juegan un importante papel en la secrecin de potasio e hidrogeniones y en la reabsorcin de potasio y bicarbonato. PROCESOS DE TRANSPORTE EN EL ASA DE HENLE, TBULO DISTAL Y TBULO COLECTOR La reabsorcin activa de sodio que ocurre en la porcin gruesa del la rama ascendente del asa de Henle, el tbulo distal y el tbulo colector es dependiente de la bomba ATPasa de sodio y potasio que funciona en las membranas basolaterales de las clulas tubulares, que funciona de forma similar al TP, proporcionando una baja concentracin intracelular de sodio. Esta baja concentracin proporciona a su vez, un gradiente favorable para que el sodio se desplace desde el lquido tubular hasta el interior de la clula. En la rama ascendente gruesa esto ocurre principalmente por medio de + - + un cotransporte con Na /Cl /K en una proporcin de 1/2/1. Adems tambin existe un + + mecanismo de contratransporte de Na y H en la membrana luminal de la clula tubular, + ocasionando, por tanto, una secrecin de H y una reabsorcin de HCO3 . El Cl , HCO3 , y algo del K abandonan la clula a travs de la membrana basolateral, pero la + mayor parte del K lo hace a travs de los + + canales de K en la membrana luminal. Este K es probablemente el responsable de la generacin de una carga positiva en la luz tubular la rama ascendente gruesa, que + + 2+ 2+ conduce al movimiento de Na , K , Ca y Mg al espacio intersticial a travs de la va paracelular. + En la parte inicial del tbulo distal, el Na se mueve hacia centro de la clula por un mecanismo + de cotransporte Na / Cl , y el Cl abandona la clula a travs de la membrana basolateral. Tanto la rama ascendente gruesa como la parte inicial del tbulo distal son impermeables al agua, y de esta manera el lquido de la luz tubular se vuelve muy diluido+

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En el tbulo colector hay dos tipos de clulas:

Las clulas principales, las cuales reabsorben sodio y secretan potasio activamente y, en presencia de ADH tambin absorben agua. Las clulas intercaladas, las cuales tienen un importante papel en la secrecin de H (y en la reabsorcin de HCO3 )+ + +

En las clulas principales, la Na /K ATPasa en la membrana + basolateral es responsable de la reabsorcin de Na y de + producir una alta concentracin de K intracelular, que causa + que el K difunda fuera de la clula, a travs de los canales de + potasio, hacia la luz tubular, donde la concentracin de K es + baja. La permeabilidad de la membrana luminal al K es mayor que la de la membrana basolateral, lo que favorece el + movimiento del K hacia la luz tubular. Tanto la reabsorcin de Na como la secrecin de K se modifican con la aldosterona. En presencia de ADH, la membrana basolateral se hace libremente permeable al agua. por tanto, en presencia de ADH, el agua pasa a travs de la clula desde la luz tubular, disminuyendo el gradiente osmtico causado por la alta concentracin osmtica del lquido intersticial. En las clulas intercaladas, los H son generados por la disociacin del H2CO3 y, como en el TP, la formacin de H2CO3 est facilitada por la anhidrasa carbnica. Sin embargo, en + contraste con el TP, se piensa que todo el H deja las clulas intercaladas mediante una bomba + + de ATPasa de H en la membrana luminal, en lugar de un contratransporte con Na . El HCO3 que es formado por la disociacin de H2CO3 difunde fuera de las clulas intercaladas a travs + de la membrana basolateral. Estas clulas tambin reabsorban K de la luz tubular, pero el mecanismo se desconoce. En la porcin gruesa de la rama ascendente del asa de Henle y en el tbulo distal hay 2+ tambin reabsorcin de Ca y ste es el lugar donde se regula la mayor parte de la 2+ 2+ reabsorcin del Ca . La entrada de Ca en las clulas es pasiva, como en el TP. La salida de las clulas a travs de la membrana basolateral se realiza por un mecanismo de + 2+ 2+ contratransporte Na /Ca y, de forma ms importante, por una ATPasa de Ca activa.+ + +

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SISTEMA MULTIPLICADOR CONTRACORRIENTE DEL ASA DE HENLE Los riones secretan orina, que puede ser hipo-osmtica o hiper-osmtica en relacin al plasma. Esto requiere que el agua sea separada de los solutos. La orina hipoosmtica puede formarse simplemente reabsorbiendo los solutos de los tbulos sin permitir que el agua los acompae. La formacin de orina hiperosmotica es ms difcil de entender porque requiere que el agua sea extrada del fluido tubular dejando atrs los solutos, y dado que el agua solo puede moverse pasivamente desde una zona de baja presin osmtica a otra de alta presin osmtica. El rin, para extraer el agua, debe, por tanto, crear un rea de alta presin osmtica fuera de la nefrona. Esto es lo que hace el asa de Henle. El asa de Henle consiste en dos ramas paralelas dispuestas de forma que el lquido tubular fluya hacia la mdula en la rama descendente y hacia fuera de la mdula en la rama ascendente, es decir el flujo en las dos ramas est en direcciones opuestas, o a contracorriente.

El lquido que entra en la rama descendente desde el tbulo proximal tiene una concentracin osmtica aproximadamente igual a la del plasma (300 mOsm/kg). La rama ascendente es impermeable al agua pero reabsorbe solutos del lquido tubular, principalmente NaCl. As, el lquido tubular se va diluyendo cada vez ms, a medida que avanza por la rama ascendente. Al mismo tiempo, los solutos se acumulan en el lquido intersticial, alrededor del asa, aumentando su osmolaridad. Por otra parte, la rama descendente es libremente permeable al agua. As, el lquido intersticial hiperosmtico hace que el agua se mueva moverse desde la rama descendente hacia el intersticio. Este simple efecto del sistema de contracorriente crea un gradiente osmtico en el lquido tubular entre la rama ascendente y la descendente, limitado a 200 mOsm/kg H2O, porque ste es el gradiente mximo que las clulas de la rama ascendente pueden mantener a travs de sus paredes.

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Este efecto simple es multiplicado por el sistema multiplicador de contracorriente, debido a la entrada continua de nuevo lquido, procedente del tbulo proximal, a la rama descendente. Este nuevo lquido va empujando al liquido de la rama descendente hacia la ascendente. Esto hace que el lquido hipersmtico, procedente del fondo del asa de Henle reemplace al lquido hipoosmtico de la rama ascendente del asa de Henle. El soluto es de nuevo extrado en la rama ascendente y el agua se mueve de nuevo osmticamente desde la rama descendente hasta el espacio intersticial hasta alcanzar el gradiente de 200 mOsm/kg entre ambas ramas, a lo largo de sus longitudes. Esto tiene el efecto de aumentar la concentracin osmtica del lquido intersticial y del lquido de la luz tubular en el extremo del asa y reducir la osmolaridad del lquido que sale de la rama ascendente, as como de crear un gradiente osmtico desde la unin entre la mdula y la corteza hacia el extremo del asa.

Este proceso multiplicador contina con la ayuda de la urea hasta que la osmolaridad del lquido tubular e intersticial en el extremo del asa es de 1200-1400 mOsm/kg H2O, la cual es de 4-5 veces la del plasma. Este es un sistema energticamente muy eficiente, pues este considerable gradiente osmtico longitudinal es conseguido usando nicamente la energa requerida para crear un gradiente osmtico de 200 mOsm/kg H2O entre las dos ramas del asa de Henle. Alrededor del 15% de las nefronas poseen asas de Henle largas, cuyo extremo alcanza a la parte ms interna de la mdula. El gradiente osmtico est producido por este 15% de nefronas. Las nefronas con asas cortas no contribuyen de forma significativa al gradiente, pero sus tbulos colectores al pasar por la mdula, usan el gradiente para concentrar la orina. El fluido que sale de la rama ascendente del asa es hipoosmtico respecto al plasma, y tiene una osmolaridad de solo 100 mOsm/kg H2O. el tbulo distal y la parte cortical del tbulo colector son impermeables al agua excepto en presencia de ADH, la cual incrementa esta permeabilidad. En presencia de ADH el agua empieza a difundir fuera del tbulo, hacia el

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intersticio, donde la concentracin osmtica es alta. Esto comienza el proceso de la concentracin de la orina. La osmolaridad mxima que el fluido tubular puede lograr al final del tbulo colector cortical es de 300 mOsm/kg H2O. Esta es la misma osmolaridad del plasma y que el intersticio en este punto y la misma osmolaridad que el fluido que ingresa en la rama descendente de Henle, pero la composicin es muy diferente. El fluido que llega al tbulo colector medular contiene mucho menos NaCl (porque el NaCl ha sido activamente reabsorbido), y contiene una mayor concentracin de urea (porque la urea ha sido aadida al flujo tubular en su paso por el asa de Henle). En la parte medular del tbulo colector el agua contina difundindose fuera del tbulo, hacia el intersticio a lo largo de un gradiente osmtico, particularmente si la ADH est presente para aumentar la permeabilidad al agua del tbulo colector. Esto incrementa la osmolaridad del fluido tubular. La mxima concentracin osmtica que se puede lograr en el tbulo, en presencia de ADH, es por tanto de ~1200 mOsm/kg H2O, igual a la osmolaridad del intersticio en el extremo del asa de Henle. Este proceso de concentracin de la orina est facilitado por el hecho de que la ADH tambin aumenta la permeabilidad del tbulo colector medular a la urea. La urea hace una importante contribucin a la osmolaridad total del intersticio. En ausencia de ADH, la osmolaridad de la orina puede ser menor de 100 mOsm/kg H2O porque el soluto aun se reabsorbe del tbulo distal y del colector, pero el agua no puede seguirlo. EL PAPEL DE LA UREA Aunque el proceso de multiplicacin contracorriente es muy importante para establecer el gradiente osmtico desde la corteza hasta el extremo del asa de Henle, el NaCl slo puede explicar alrededor de la mitad (600 mOsm/kg H2O) de la osmolaridad total del intersticio. Los restantes 600 mOsm/kg H2O son debidos a la urea. La urea se filtra libremente a travs del glomrulo. El 50% es reabsorbida por el tbulo proximal. Dado que ms del 50% del agua es tambin reabsorbida por el TP, la concentracin de urea en el lquido que entra en la rama descendente del asa de Henle es ligeramente mayor que en el plasma. El asa de Henle y la parte cortical el tbulo colector tienen una permeabilidad a la urea relativamente baja. Sin embargo, la parte medular del tbulo colector posee una alta

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permeabilidad a la urea, la cual puede ser adicionalmente aumentada por la ADH. As, la mayor parte de la urea permanece atrapada en el tbulo hasta que llega al tbulo colector medular. Para ese momento, la reabsorcin de agua ha concentrado la urea en el tbulo. La urea se difunde entonces desde el tbulo colector hacia el intersticio, disminuyendo su gradiente de concentracin, y contribuyendo as a la osmolaridad del intersticio. La urea tiende reentrar desde el intersticio al asa de Henle. De esta manera, se produce un cierto reciclamiento de la urea: desde el tbulo colector medular al asa de Henle, y de ah a travs del tbulo distal, otra vez al tbulo colector. Dado que la permeabilidad a la urea del asa de Henle es relativamente baja, la urea que est en el fluido intersticial que rodea al asa, acta como un agente osmtico muy efectivo, jugando un papel principal, junto con el NaCl, en la extraccin de agua de la rama descendente del asa de Henle. La ADH aumenta la permeabilidad al agua del tubo colector tanto cortical como medular, y la permeabilidad a la urea del tubo colector medular.

LOS VASOS RECTOS (VASA RECTA) Los vasos rectos suministran sangre a la mdula renal. Se trata de asas capilares dispuestas en paralelo al asa de Henle. El hecho de que estn dispuestas en forma de asa les permite extraer el agua que ha sido reabsorbida desde los tbulos, sin eliminar el gradiente osmtico longitudinal existente entre la corteza y la mdula. Los vasos rectos mantienen la hipertonicidad de la mdula renal por medio de un mecanismo conocido como intercambio contracorriente. Los capilares son libremente permeables a los solutos y al agua y stos, se equilibran con el lquido intersticial que le rodea. El sodio y otros solutos (principalmente urea), que estn presentes en alta concentracin en el lquido intersticial, difunden dentro del vaso recto descendente (paralelo a la rama descendente de Henle). Sin embargo, estos mismos solutos cuando llegan al vaso ascendente, difunden pasivamente hacia fuera del vaso, volviendo al lquido intersticial, completando as el intercambio contracorriente.

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Esto es posible porque en cada nivel de la mdula, la concentracin de solutos es mayor en el vaso ascendente que en el lquido intersticial, y mayor en el lquido intersticial que en el vaso descendente. Los solutos son as recirculados quedando atrapados dentro de la mdula. Los vasos rectos son permeables a los solutos, pero no a las protenas plasmticas. Por tanto, la presin coloidosmtica (o presin onctica) dentro de los vasos rectos es mayor que el liquido intersticial que le rodea, lo que origina un movimiento de agua hacia los vasos rectos. De esta manera, los vasos rectos atrapan sal y agua en el lquido intersticial, pero transportan el agua fuera de la mdula renal. Aunque la disposicin anatmica de los vasos rectos es efectiva para mantener el gradiente osmtico, cambios en el flujo sanguneo pueden afectar a ese gradiente. Si el flujo en los vasos rectos aumenta, los solutos son lavados fuera de la mdula y la osmolaridad intersticial disminuye. Si el flujo en los vasos rectos disminuye, ocurre lo contrario. Esto ltimo ocurre cuando la ADH (tambin llamada vasopresina, por su efecto vasoconstrictor) produce vasoconstriccin de las arteriolas renales y reduce el flujo sanguneo. Esto ayuda a mantener lo ms alta posible, la osmolaridad en el lquido intersticial medular y por tanto, una orina ms concentrada. Los vasos rectos, sin embargo, por un mismo mecanismo de intercambio contracorriente, son poco eficientes para el aporte de oxgeno y la eliminacin de dixido de carbono en la regin ms profunda de la mdula renal. Parte del oxgeno, siguiendo su gradiente de concentracin, difunde directamente desde el vaso descendente al vaso ascendente, lo que origina que llegue menos oxgeno al extremo del asa en la parte ms interna de la mdula renal. Por otro lado, el CO2 difunde desde el vaso ascendente al vaso descendente, produciendo un atrapamiento del CO2. Todo ello origina que la parte ms interna de la mdula renal tenga una baja concentracin de O2 y una alta de CO2. EXCRECIN DE POTASIO + El potasio es vital para el funcionamiento normal de muchas clulas. La mayor parte del K es + intracelular, con un enorme gradiente de concentracin respecto al K extracelular. Este gradiente es importante para mantener la diferencia de potencial de membrana de las clulas en reposo. El rin elimina alrededor del 90% del K ingerido. El tbulo proximal reabsorbe el 80% del K filtrado. Existe reabsorcin adicional en la porcin gruesa de la rama ascendente de Henle, pero mucho de ste probablemente provenga del intersticio desde donde reentr al tbulo por la rama descendente de Henle. Es decir, es reciclado de forma similar a la urea. La secrecin + de K por las clulas principales del tbulo distal y el tubo colrector es la principal responsable + de que aparezca K en la orina. La tasa de secrecin de K K est determinada por: + + La actividad de la ATPasa de Na /K en la membrana basolateral de las clulas principales.+ + +

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El gradiente electroqumico para la salida de K a travs de la membrana luminal. + La permeabilidad de la membrana luminal al K .

+

Un aumento del K plasmtico estimula la ATPasa de Na /K , incrementando as la recogida de + + K por la clula tubular, y aumentando tambin las fuerzas conducentes a la excrecin de K a la luz tubular. Este efecto est facilitado porque el aumento de la + concentracin de K en plasma estimula la secrecin de aldosterona por la corteza suprarrenal. La aldosterona aumenta la actividad de + + la ATPasa de Na /K y tambin incrementa la permeabilidad de la + + membrana luminal al K . Si el K plasmtico desciende, entonces la + secrecin renal de K tambin desciende por los efectos opuestos a los descritos. La secrecin de K tambin est regulada por cambios en el equilibrio cido-base. As un incremento de la + concentracin plasmtica de H + (acidosis), reduce la secrecin de K , al menos a corto plazo, probablemente porque la acidosis reduzca la actividad de la ATPasa de + + Na /K y disminuya la permeabilidad al + K de la membrana luminal. La alcalosis tiene el efecto contrario.+

+

+

+

SECRECIN DE HIDROGENIONES H Se estudiar junto con el equilibrio cido-base.

+

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REGULACIN RENALLa funcin renal est regulada por controles neurales y hormonales. Los ms importantes de estos son: Nervios simpticos renales Sistema renina-angiotensina Aldosterona Pptido natriurtico atrial Hormona antidiurtica (ADH) Prostaglandinas Parathormona (PTH) [hormona paratiroidea] y vitamina D

Nervios renalesLas arteriolas aferentes y eferentes y los tbulos estn inervados por fibras simpticas noradrenrgicas. Aunque los riones pueden autorregularse en respuesta a cambios en la presin arterial de modo que el flujo sanguneo renal permanezca constante, esto no significa que el flujo sanguneo renal sea siempre constante. Cuando la presin arterial desciende ligeramente, como durante una hemorragia ligera, los riones muestran su autorregulacin [recordemos que la autorregulacin funciona con un rango de presin arterial media sistmica entre 90 y 200 mm Hg]. Sin embargo, durante una hemorragia ms grave, las arteriolas renales responden al incremento en la actividad simptica causada por el efecto barorreceptor. Se produce vasoconstriccin de las arteriolas y el flujo sanguneo renal desciende. Cuando el flujo sanguneo renal est reducido, la TFG puede ser aun sostenida por la accin de la angiotensina II sobre la arteriola eferente. Tambin se debe tener en cuenta que los efectos vasoconstrictores de los nervios simpticos pueden estar limitados por la accin de las prostaglandinas. La activacin simptica no solo produce vasoconstriccin, tambin aumenta la reabsorcin de sodio por el tbulo proximal, con el consiguiente aumento en la absorcin de cloruro y agua. Adems, tambin se estimula la secrecin de renina. Efectos similares a los producidos por la actividad de los nervios simpticos, pueden tambin producirse cuando los niveles plasmticos de noradrenalina y adrenalina [llamadas tambin catecolaminas] se incrementan por un aumento en su secrecin por la mdula suprarrenal [no confundir con la corteza suprarrenal, son dos glndulas distintas]. Por otro lado, un descenso en la actividad simptica o de los niveles de catecolaminas produce los efectos contrarios.

Sistema Renina-AngiotensinaLa renina es una enzima sintetizada, almacenada y segregada por las clulas granulares (o yuxtaglomerulares) localizadas principalmente en las arteriolas aferentes, en una regin especializada conocida como aparato yuxtaglomerular. Este se sita donde el tbulo distal pasa junto a la cpsula de Bowman cruzando entre las arteriolas aferente y eferente. Las clulas del tbulo distal que estn ms cercanas a las arteriolas y la cpsula de Bowman, son morfolgicamente distintas y son conocidas como mcula densa. Estas clulas responden a cambios en la composicin del lquido tubular.

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La secrecin de renina puede ser estimulada por tres factores: 1. Aumento de la actividad de los nervios simpticos renales. 2. Reduccin de la presin hidrosttica en la arteriola aferente. Las clulas yuxtaglomerulares situadas en la pared de las arteriolas aferentes, son sensibles a la presin dentro de las arteriolas, haciendo as funcin de barorreceptores intrarrenales. As cuando existe una reduccin en la presin arterial, estas clulas se activan y segregan ms renina. 3. Disminucin de la llegada de ClNa a la mcula densa. Por ejemplo, cuando el volumen sanguneo est reducido y la reabsorcin sodio por el tbulo proximal aumentada. La secrecin de renina causada por los nervios simpticos renales est mediada por 1adrenorreceptores. La secreciin de renina originada por la mcula densa est mediada por prostaglandinas, particularmente prostaciclina. La prostaciclina es liberada por la mcula densa y acta sobre las clulas secretoras de renina. Una vez formada la renina, acta cortando el angiotensingeno que es una -globulina producida por el hgado, formando el decaptido angiotensina I. La angiotensina I es entonces convertida en el octapptido angiotensina II por la enzima convertidora de angiotensina (ECA).

El angiotensingeno y la ECA estn normalmente presentes en sangre en concentraciones relativamente constantes, as el factor limitante en la formacin de angiotensina II es la concentracin plasmtica de renina. La ECA se encuentra en altas concentraciones en el endotelio vascular. Por tanto, la mayor parte de la Angiotensina II circulante est formada en los pulmones, donde existe una muy extensa superficie de endotelio vascular. Sin embargo, la angiotensina II tambin puede ser producida localmente dentro del rin a partir del angiotensingeno y por la ECA producida localmente. Esta generacin local de angiotensina II es importante para la regulacin de la TFG y de la excrecin de sodio. La angiotensina II tiene los siguientes efectos: Estimula la produccin y secrecin de aldosterona en la corteza suprarrenal. Estimula directamente la reabsorcin de sodio por el tbulo proximal. Y por tanto la de cloruro y agua pasivamente. Estimula la sed y la secrecin de ADH por la hipfisis posterior. La angiotensina II es tambin un potente vasoconstrictor. En la circulacin sistmica aumenta la presin arterial. En la circulacin renal acta preferentemente sobre las arteriolas eferentes. Esto aumenta la presin en los capilares glomerulares y ayuda a mantener la TFG constante cuando la presin de perfusin renal est reducida.

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La renina tambin tiene un efecto de retroaccin negativo sobre la secrecin de renina. El sistema renina-angiotensina-aldosterona juega, por tanto, un importante papel en el control de la excrecin de sodio.

AldosteronaLa aldosterona es sintetizada y liberada por las clulas glomerulares de la corteza suprarrenal. El estmulo ms importante para su liberacin es la presencia de angiotensina II, + y el aumento de la concentracin plasmtica de K . La aldosterona acta en el rin estimulando la reabsorcin de Na y la secrecin de K por las clulas principales del tbulo distal y del colector.+ +

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Pptido natriurtico atrial (ANP)El ANP se sintetiza y libera por clulas miocrdicas de la aurcula. Su liberacin responde al estiramiento de las clulas de la aurcula, por ejemplo, siguiendo a una expansin de volumen. La secrecin de ANP est aumentada cuando existe un exceso de sodio en el organismo, pero el estmulo para este aumento no es la alteracin en la concentracin de sodio, sino que se debe a la expansin de volumen plasmtico que acompaa al incremento de sodio en el organismo. El estmulo especfico es la distensin auricular. Esta hormona tiene varias acciones que incrementan la excrecin de sodio. El ANP tiene las siguientes acciones: Vasodilatacin dentro del rin, aumentando el flujo sanguneo renal y la TFG. Inhibicin de la secrecin de renina por las clulas yuxtaglomerulares. Inhibicin de la secrecin de aldosterona por la corteza suprarrenal. Inhibicin de la secrecin de ADH por la hipfisis posterior, y de la accin de sta sobre el transporte de agua en el tbulo colector. Incremento de la excrecin de sodio y agua.

La inhibicin de la aldosterona causada por el ANP es, en parte, secundaria a la inhibicin de la secrecin de renina. El aumento de la excrecin de sodio y agua es parcialmente explicado por otras acciones del ANP. Sin embargo, puede tambin actuar directamente sobre las clulas del tubo colector cerrando los canales de sodio en la membrana luminal. Existen otros pptidos natriurticos liberados por la aurcula, como el confusamente llamado pptido natriurtico cerebral (BNP) [llamado as porque fue inicialmente identificado en el cerebro (BNP=Brain Natriuretic Peptide)]. Estos pptidos se usan en clnica como marcadores de insuficiencia cardiaca.

Hormona antidiurtica (ADH)La ADH (tambin conocida como vasopresina) es un nonapptido que se sintetiza en los ncleos supraptico y paraventricular del hipotlamo. La ADH desciende por el tracto hipotlamo-hipofisario y se almacena en vesculas en la hipfisis posterior. El mayor estmulo para la secrecin de ADH es el aumento de la osmolaridad plasmtica (por estimulacin de los osmorreceptores en el hipotlamo) y un descenso de la presin arterial o del volumen sanguneo (a travs de los barorreceptores arteriales y los receptores de volumen).

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La ADH tiene dos efectos principales:

Causa vasoconstriccin de arteriolas de la circulacin sistmica, incluyendo el rin, por accin sobre los receptores V1 de vasopresina. Aumenta la reabsorcin de agua por el rin. Primariamente por aumento de la permeabilidad al agua del tbulo colector.

La ADH se une a los receptores V2 en la membrana basolateral de las clulas principales, los cuales estimulan la actividad de la adenil-ciclasa y aumentan la concentracin de AMPc. Esto origina la apertura de canales de agua en la membrana luminal de la clula. Cualquier cantidad de agua que entre en la clula por estos canales puede abandonarla a travs de la membrana basolateral que es libremente permeable al agua. La ADH tambin aumenta la permeabilidad a la urea de la porcin medular del tubo colector por activacin especfica de transportadores de urea en la membrana. El aumento en la permeabilidad a la urea contribuye a aumentar la capacidad del rin para concentrar la orina.

ProstaglandinasLas prostaglandinas son molculas lipdicas sintetizadas a partir del cido araquidnico y que pueden ser producidas por la mayor parte de los tejidos del organismo. No tienen funcin como hormonas circulantes, pero actan localmente. En el rin, su sntesis est aumentada por: El aumento de la actividad nerviosa simptica. Aumento de renina. Aumento de Angiotensina II.

Es decir, en circunstancias de vasoconstriccin, en las que el flujo sanguneo renal puede empeorar. Las prostaglandinas renales son vasodilatadoras, y ayudan a prevenir una excesiva reduccin en el flujo sanguneo renal y la isquemia renal.

Parathormona (PTH) y vitamina DLa PTH se segrega por las paratiroides, y su secrecin se estimula por una reduccin del calcio 2+ inico (Ca ) en el plasma. La PTH ejerce varias acciones que aumentan la concentracin de calcio extracelular: Aumentan directamente la reabsorcin de hueso por los osteoclastos, lo cual origina un movimiento de calcio (y fosfato) desde el hueso al lquido extracelular. Estimula directamente la formacin de 1,25-dihidroxi-vitamina D3, y sta, estimula la absorcin intestinal de calcio. Aumenta directamente la reabsorcin tubular de calcio, disminuyendo as su excrecin renal.

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Adicionalment