Conceptos Generales. El riñón, para realizar su función, lleva a cabo una serie de transportes de solutos a lo largo de la nefrona. Si conocemos dónde se produce cada uno sabremos deducir las consecuencias de la alteración de cada segmento de la nefrona. Te destaco varios hechos: En el TCP se reabsorben 2/3 del filtrado glomerular, por lo que defectos a este nivel se reflejan como glucosuria, proteinuria, etc. Aunque el segmento descendente del asa de Henle es muy permeable al agua, el ascendente es casi impermeable (ya veremos que este hecho es muy importante para la creación del gradiente osmótico medular); esto junto con el efecto de la ADH a nivel tanto del tubo colector como del TCD, consiguen concentrar la orina. El segmento dilutor consigue el efecto contrario, esto es, diluir la orina, por la absorción activa de Cl- desde la luz tubular, que arrastra Na+ y K+. Disminuye la concentración de todas las sustancias de la orina excepto de la urea. Conviene reseñar que a este nivel está el aparato yuxtaglomerular que es un componente decisivo en el sistema de la renina-aldosterona. El TCD es el lugar más importante en la regulación del K+, puesto que aquí se localizan los receptores de la aldosterona y del ph (si bien no es una regulación exclusiva de esta zona). El esquema del manejo de los iones H+ y HCO3-, se verá al hablar del control del ph. Es importante que antes de estudiar la tengas claros unos conceptos básicos: 1) Aclaramiento plasmático: es la cantidad de plasma ( no de sangre!) que se limpia completamente de una sustancia al pasar por los riñones. Según esto, si un litro de plasma contiene 20 mg de un sustancia X, y tras pasar por el riñón quedan 10 mg, equivale a decir que la mitad del plasma se ha limpiado de la sustancia X, y la otra mitad permanece intacta. pág. 1
El aclaramiento de una sustancia se puede calcular según la fórmula: Ten en cuenta que el aclaramiento es un volumen ficticio, el riñón no limpia completamente un volumen y deja intacto otro, pero nos da una idea de la velocidad a la que se depura el plasma. El aclaramiento plasmático no se produce sólo por filtración, sino que hay sustancias que se secretan en los túbulos (aumentando el aclaramiento) o se reabsorben (disminuyendo el aclaramiento). En ocasiones estos intercambios tubulares son deficitarios y producen retención de sustancias, como por ejemplo en la hiperuricemia. 2) Aclaramiento de inulina: se utiliza como índice muy preciso para estimar la filtración glomerular. La inulina es una sustancia que es filtrada casi completamente en el glomérulo y no sufre secreción ni resorción tubular, por tanto, todo el volumen filtrado se limpia (aclara) de inulina, es decir, el aclaramiento plasmático de esta sustancia coincide con el filtrado glomerular (FG). Sin embargo, resulta más sencillo emplear el aclaramiento de creatinina (debido a que es una sustancia endógena), que aunque se secreta en pequeña cantidad en los túbulos permite un cálculo bastante aproximado del filtrado glomerular. pág. 2
3) Aclaramiento de ácido paraaminohipúrico: Se utiliza para estimar el flujo plasmático renal. El ácido PAH filtra con facilidad en el glomérulo, y lo que queda en el plasma pasa casi en su totalidad a la orina por secreción tubular, por lo que puede decirse que todo el flujo plasmático es aclarado de PAH. O sea, estamos igualando aclaramiento de PAH con flujo plasmático renal, aunque para ser exactos equivale al 91% de dicho flujo porque una pequeña parte no se elimina a la orina. Si tenemos el flujo plasmático renal y el hematocrito podemos deducir el flujo sanguíneo renal: 4) Aclaramiento de agua libre (volumen minuto - aclaramiento osmolar): en ocasiones los riñones deben eliminar un exceso de agua del organismo, entonces producirán una orina más diluida que el plasma. Si calculamos el volumen de agua que habría que quitar a esa orina para hacerla isotónica con el plasma estaremos calculando el agua libre, y si expresamos ese volumen con relación al tiempo (ml/ min) estaremos ante el aclaramiento de agua libre. En este caso el aclaramiento de agua será positivo, pero si fuese necesario eliminar más solutos que agua la orina sería muy concentrada y habría que añadirle agua para hacerla isotónica, el aclaramiento de agua libre sería negativo. Este aclaramiento nos sirve, pues, para saber si se está eliminando preferentemente un exceso de agua o de solutos. 5) Excreción fraccional: consiste en el porcentaje de un soluto filtrado que es eliminado por la orina. La más importante es la excreción fraccional de Na+ (EFNa). Se calcula como el cociente entre el aclaramiento de Na+ y el de creatinina (ya que tomamos éste último como referencia del filtrado glomerular): Si sustituyes los valores y simplificas los quebrados te quedará: Esta excreción fraccional es importante, ya que nos ayudará a distinguir una insuficiencia renal parenquimatosa de una insuficiencia prerrenal. Insuficiencia renal aguda. Cuando se habla de IRA se la suele dividir en tres categorías: IRA prerrenal. IRA parenquimatosa. IRA postrenal. Encuadrar a un paciente en una de estas categorías es fundamental para establecer el diagnóstico y el tratamiento. Las dos primeras son las que nos crearán más dudas, y en ellas nos centramos. Aunque pág. 3
ya hayas visto la siguiente tabla en otras ocasiones, fíjate en ella de nuevo, intentando razonarla y no memorizarla: Datos analíticos NTA IRA prerrenal BUN/creatinina < 10-15 > 20 Índice insuficiencia renal < 1 > 1 Densidad de la orina < 1012 > 1018 Osmolaridad urinaria (mosm/kg H2O ) < 350 > 500 Na urinario (meq/l) > 30 < 10 Urea orina/urea plasma < 5 > 10 Creatinina O/creatinina P < 20 > 40 Fracción de excreción de Na (FENa) > 1 < 1 En la IRA prerrenal el filtrado glomerular se reduce porque hay poco aporte sanguíneo al riñón (hipovolemia, fallo cardíaco), entonces el riñón se pone en marcha para recuperar todo el agua posible ; se reabsorbe mucho Na+ para arrastrar el agua con él (por eso son bajos el Na+ y el EFNa) y se elabora una orina lo más concentrada posible (por eso es alta la osmolaridad y las concentraciones de urea y creatinina en relación al plasma). Fíjate que realmente el término insuficiencia renal no es del todo apropiado, ya que el riñón lo que está haciendo es compensar una situación anómala. En estos casos el riñón recibe una señal de que hay poco volumen y lo intenta solucionar; cuando la causa es la hemorragia o deshidratación grave esto es cierto, pero cuando se debe a bajo gasto cardíaco u obstrucción arterial renal esta es una señal errónea. No obstante, en ambos casos la función renal en sí misma no está alterada. En la IRA parenquimatosa también puede haber poco flujo, ya que la isquemia mantenida es su principal causa, pero ahora además fallan los túbulos renales y no se puede recuperar los iones Na+ (por ello su EF es alta). Debido a esto tampoco se recupera agua, que en lo que se refiere al transporte tubular siempre se mueve allá donde van los iones si nada se lo impide (membranas impermeables, como en los colectores en ausencia de ADH), y la orina no se concentra. En muchas ocasiones la IRA parenquimatosa es consecuencia de la isquemia mantenida que lesiona los túbulos haciendo imposible la recuperación de Na+ y agua. Por tanto, en este caso sí que se puede hablar de una verdadera insuficiencia renal. Insuficiencia renal crónica. La IRC se produce por pérdida progresiva del número de nefronas y la consiguiente reducción del FG, pero a nivel global la función renal se mantiene en las primeras etapas. Esto se consigue gracias a que las nefronas que quedan asumen el trabajo que les correspondería a las que se pierden. Sin embargo, a medida que se pierden nefronas la sobrecarga a la que se somete a las conservadas llega a ser insoportable y las conduce al fracaso y la destrucción. Se produce, por tanto, un círculo vicioso en el que la pérdida de nefronas induce una hipertrofia compensadora y ésta, a su vez, predispone a la pérdida de nuevas nefronas. El resultado final será la uremia y la IR terminal. La hipertrofia compensadora sólo mantiene la función renal un cierto tiempo, que se denomina período de compensación completa; posteriormente comienza la retención de solutos. Pero esta retención no es igual para todos ellos: pág. 4
Hay un primer grupo de sustancias (urea, creatinina) cuyos niveles en plasma se elevan ya desde las fases iniciales, debido a que dependen casi exclusivamente del FG para su eliminación, sin que la secreción tubular influya notablemente. Otro grupo de sustancias (fosfatos, uratos, H+) no se eleva en plasma hasta que hay reducciones importantes del FG (aproximadamente una reducción hasta el 75%), gracias a que los túbulos logran aumentar la eliminación bien disminuyendo la reabsorción o aumentando la secreción. Es decir, los túbulos aumentan la EF de los solutos para eliminar una cantidad normal de los mismos. Sin embargo esto tiene un límite, a partir del cual también comienza la retención. Un tercer grupo de sustancias (Na+, K+, H20) mantiene su concentración plasmática durante todo el curso de la IRC gracias a la compensación tubular. Presta atención ahora a dos detalles: La retención de solutos, es decir, el aumento de su concentración plasmática, es también un mecanismo compensador, pues con ello se consigue aumentar la cantidad filtrada. Recuerda que la cantidad filtrada es igual al volumen filtrado (FG) por la concentración plasmática y, por tanto, la disminución del FG se compensa con el aumento de concentración. De este modo la cantidad eliminada será igual a la del riñón normal. Las manifestaciones clínicas propias de la uremia no surgen hasta que el FG está muy reducido, aunque algunos solutos ya estén elevados en plasma. A la fase en que se logra la compensación gracias a la retención se le denomina período de compensación o retención compensadora. Patología glomerular; síndrome nefrótico y síndrome nefrítico. En estas patologías está alterada la membrana filtrante del glomérulo, pero de forma y con consecuencias distintas. En el síndrome nefrótico lo fundamental es la pérdida de proteínas por la orina. Fíjate en el siguiente esquema. Sd. Nefrótico Alteración permeabilidad glomerular Déficit AT-III Hipercoagulabilidad IgG Infecciones frecuentes (especialmente bacterias capsuladas) Proteinuria >3,5 mg/dl Albuminuria Hipoalbuminemia Alteraciones tiroideas Anemia Edemas Síntesis lipoproteica hepática Infrallenado circulación Retención + Na y HO 2 pág. 5
Como ves, la proteinuria es el eje central del síndrome. Al perderse proteínas (albúmina) se producen ciertos cambios; los más importantes son: Disminuye la P oncótica, que se hace insuficiente para vencer la tendencia de la P hidrostática a expulsar líquido. Al perderse volumen intravascular se envía una señal errónea al riñón para que retenga sal y agua, pero ésto sólo hace empeorar el problema porque genera más edemas. Ante la falta de proteínas se estimula la síntesis en hígado, lo que lleva a hiperlipidemia. Veamos ahora el síndrome nefrítico: Aquí la retención de Na+ y H20 es un fenómeno primario, no como en el síndrome nefrótico, ya que la principal alteración es la reducción del filtrado glomerular. Un aspecto importante respecto a estos cuadros es que son síndromes, modos de manifestarse la enfermedad, no enfermedades en sí mismos. Recuerda, por tanto: Sd. nefrótico: proteinuria, hipoalbuminemia, edemas, hiperlipidemia. Sd. nefrítico: hematuria, proteinuria, HTA, edemas. Patología glomerular y patología tubulointersticial. Una buena forma de hacer una primera aproximación ante una enfermedad renal es hacer una distinción entre patología glomerular e intersticial. Los siguientes dibujos te explican gráficamente lo que ocurre en ambos procesos: En la patología glomerular (principalmente es la glomerulonefritis) disminuye la filtración, esto conlleva una serie de consecuencias: Evidentemente si se filtra menos se eliminará menor cantidad de orina (oliguria) y ese agua retenida fomentará la aparición de edemas e HTA. Al reducirse el filtrado disminuye la posibilidad de eliminar los ácidos que se generan en el organismo, desencadenándose así una acidosis metabólica con anión GAP aumentado [este concepto se comentará en el siguiente tema; simplemente recuerda ahora anión GAP = [Na+ - (CI-+HCO3-)] por el consumo de bicarbonato. La clínica predominante en las glomerulonefritis (GN), depende de la localización y tipo de la lesión (aunque lo normal es que las GN tengan clínica mixta por lesión concomitante de varias estructuras): Alteración de la barrera de proteínas (membrana basal glomerular y células del epitelio visceral), produce una clínica en la que predomina la pérdida de proteínas (GN membranosa, GN cambios mínimos, GN focal y segmentaria). pág. 6
Lesión endotelial, con aumento del número de leucocitos (inflamación), microangiopatía trombótica, vasoconstricción con IRA. Las lesiones inflamatorias dan las GN proliferativas, tanto focales como difusas y tienen un sedimento activo (nefrítico). En la enfermedad intersticial el filtrado glomerular es normal, sin embargo, fallan la función de los túbulos o el intersticio. Lo más importante de estos cuadros es la pérdida de capacidad para concentrar la orina y para recuperar el bicarbonato filtrado (acidosis tubulares, también comentadas en el siguiente tema). Junto a esto puede haber trastornos específicos de transporte que den lugar a glucosuria, aminoaciduria, fosfaturia (con raquitismo hipofosfatémico), pseudohipoaldosteronismo, etc. La pérdida de osmolaridad del intersticio provoca incapacidad para concentrar la orina pero, cómo provoca esto? Para concentrar la orina es necesaria la acción de la ADH y la hiperosmolaridad del intersticio; en estas condiciones la gran cantidad de solutos arrastra el agua de los túbulos distales y colectores, cuyo contenido se hace cada vez más concentrado. El agua que entra en el intersticio es recogida por los vasos rectos, que mantienen así la hipertonicidad de la médula. Ahora te surgirá la duda de cómo se hace hiperosmolar el intersticio; es un mecanismo complejo pero básicamente depende de: Transporte activo de sodio desde la porción ascendente gruesa del asa de Henle y tubos colectores. Difusión pasiva de urea desde la parte más interna de los colectores hacia el intersticio. Como ves en el dibujo los iones Na+ y la urea se acumulan en el intersticio y vuelven a entrar en el asa de Henle (porción descendente). Los vasos rectos y la porción descendente del asa de Henle se encargan de acumularlos sobre todo en la parte más interna de la médula; en estos lugares se produce salida de agua al intersticio porque los iones que hay en él tiran osmóticamente del agua; ésto hace que se eleve mucho la concentración de sodio y salga pasivamente al intersticio. Te comento, por último, dos aspectos de los trastornos túbulo-intersticiales: Aunque hay proteinuria, no es rica en albúmina como en la patología glomerular, sino que predomina la beta-2-microglobulina. En este caso, la acidosis presenta anión GAP normal, debido a que se produce básicamente a la incapacidad de recuperar el HCO3- filtrado. pág. 7
La siguiente tabla te resume lo más importante de este tema: Enfermedad Glomerular Oliguria Hematuria Proteinuria rica en albúmina (a veces síndrome nefrótico) HTA Acidosis metabólica con anión GAP alto Enfermedad Intersticial Poliuria Piuria (a veces cilindros piúricos) Proteinuria rica en beta-2-microglobulina Síndrome de Fanconi HTA excepcionalmente Acidosis metabólica con aníon GAP normal (hiperclorémica) Control renal del ph. El riñón ejerce un control del ph sanguíneo a más largo plazo que el control respiratorio. Este control lo realiza mediante la secreción de H+ y la reabsorción del HCO3- filtrado. Estos procesos aparecen reflejados en el dibujo de la página siguiente. En condiciones normales, cuando no hay alteraciones del ph, todos estos procesos no alteran la composición del plasma. Si te fijas ves que el efecto neto es un movimiento nulo de iones; el bicarbonato que se filtra en el glomérulo se recupera y el CO2 que se elimina vuelve a entrar en el plasma. Date cuenta que el bicarbonato que se recupera no es el mismo que el que se filtra, sino que se sintetiza de nuevo en el túbulo, ya que éste es bastante impermeable para el HCO3- como tal. Si no se producen cambios netos, cómo se logra corregir la acidosis o alcalosis? (Mira el dibujo de la pág a la vez que lees el texto): Cuando hay acidosis la cifra de CO2 es alta, una parte será eliminada por el pulmón, pero el resto será tarea del riñón. El CO2 en exceso es captado por la célula tubular y el resultado final será la secreción de un exceso de protones; éstos se combinan con el bicarbonato filtrado (con esto conseguimos eliminar el protón y recuperar el bicarbonato), pero el bicarbonato se agota y no puede eliminarse todo el ácido como H+ (porque si el ph tubular desciende a cifras menores de 4,5; el gradiente de H+ se hace insuperable y se bloquea su secreción). La solución es combinarlo con los tampones NH3 y HPO4=. El NH3 se sintetiza en la propia célula tubular, y su combinación con el H+ estimula su producción, mientras que el fosfato proviene de la filtración. En la alcalosis sucede lo contrario, hay muy poco CO2 y, por tanto, pocos H+, insuficientes para recuperar todo el HCO3- filtrado. El resultado es la eliminación de este bicarbonato haciendo descender el ph sanguíneo. Ten en cuenta, que aunque en el dibujo aparecen todos los intercambios en una misma célula, la reabsorción de HCO3- se produce casi completamente en el túbulo proximal, y la acidez titulable se genera en el pág. 8
túbulo distal (el concepto de acidez titulable engloba la carga ácida que la orina lleva en forma de varias moléculas como ácido úrico, citrato, sulfato, etc. y la más importante, el fosfato). La excreción de los H+ tiene lugar a nivel de varias zonas de la nefrona, así, aunque la zona más importante es el túbulo contorneado distal, también existe una excreción activa secundaria en el túbulo proximal y en el colector. Anión GAP Este es un concepto que crea confusión, pero que realmente su utilidad es dividir las acidosis metabólicas producidas por pérdida de álcalis de las causadas por retención o exceso de producción de ácidos. Para empezar recuerda: Para entender este concepto debes tener en cuenta que en el organismo las cargas positivas y negativas se equilibran ( imagina las consecuencias si estuviésemos cargados positiva o negativamente!), pero hay una serie de aniones que no podemos medir (sulfato, fosfato, proteínas...). Por tanto, hay un predominio aparente de cationes, este es el anión GAP y su valor normal es 10-14 meq/l. Ante cualquier variación en el nivel de iones el organismo buscará restablecer el equilibrio de cargas positivas y negativas. Qué ocurre si hay pérdida de álcalis (HCO3- )? Evidentemente habrá acidosis, pero, o se produce una compensación o el organismo se carga positivamente. Como esto último no es viable, la compensación corre a cargo del CI-, que se eleva (son acidosis hiperclorémicas) para nivelar las cargas. El anión GAP no se modifica. Y si lo que ocurre es un acúmulo de ácidos?. En este caso el HCO3- desciende por consumo al neutralizar los ácidos, consiguiendo al mismo tiempo equilibrar las cargas positivas y negativas (sin que se modifique el nivel de CI-) y, por tanto, al anión GAP se eleva. Acidosis Tubular Renal. Este término engloba una serie de cuadros en los que está alterada la capacidad de acidificación de la orina. Esto conduce a la acidosis metabólica. Los dos tipos más importantes son la ATR tipo 2 (proximal) y la ATR tipo 1 (distal). En la ATR proximal el fallo está en la reabsorción de HCO3- en el túbulo proximal, mientras que en la ATR distal parece estar alterada la capacidad para secretar protones y eliminarlos como acidez titulable. Estos tipos presentan unas diferencias que aparecen en la siguiente tabla: pág. 9
ATR1 ATR2 Hipercalcemia Notable Moderada ph urinario tras sobrecarga ácida >5,5 <5,5 Necesidad diaria de HCO3- <4 mml/kg >4 mml/kg Vamos a razonar ahora estas diferencias: En la ATR proximal el túbulo proximal deja escapar mucho HCO3-, el túbulo distal hace lo que puede por retenerlo, pero tiene un límite. Cuando se sobrepasa éste, empieza a eliminarse bicarbonato en la orina. En la ATR distal el túbulo proximal funciona bien, pero el túbulo distal falla en la reabsorción del escaso HCO3- que le llega y tampoco genera H+ como acidez titulable. Por qué se acidifica la orina sólo en la ATR proximal cuando hay sobrecarga ácida? Porque el HCO3- desciende en esta situación a un nivel que el túbulo proximal puede reabsorber. Como éste no es el mecanismo que falla en la ATR distal no influye en la acidificación. Por qué son más altas las necesidades de HCO3- en la ATR proximal? Para compensar las excesivas pérdidas urinarias, que no se dan en la ATR distal. Por qué aparece hipercalcemia, hipercalciuria y cálculos en la ATR distal? Porque suele cursar con una acidosis más severa que la ATR proximal, y la acidosis favorece la movilización del calcio óseo, por lo que también aparecen raquitismo, osteomalacia e incluso alteraciones del crecimiento. pág. 10