ÁREA EL SER HUMANO Y SU MEDIO FUNCIÓN RENAL Dra. FABIANA GARCÍA CÁTEDRA FISIOLOGÍA HUMANA FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS U.N.R
FUNCIÓN RENAL 1. FILTRACIÓN DE LA SANGRE Remoción de productos de desecho: urea, ácido úrico, creatinina, productos finales del metabolismo de la hemoglobina, metabolitos de las hormonas y sustancias químicas extrañas. 2. HOMEOSTASIS CORPORAL Regulación de la osmolaridad y el volumen corporal. Regulación del equilibrio electrolítico: Na +,K +,Cl -, bicarbonato (HC0 3- ), hidrogeniones (H + ), Ca ++ y fosfato inorgánico (Pi). Regulación de la Presión sanguínea. Regulación del equilibrio ácido-base. 3. ENDOCRINA Producen y segregan eritropoyetina, prostaglandinas, renina, y 1,25- dihidroxicolecalciferol (forma activa de la vitamina D).
ANATOMÍA FUNCIONAL RENAL Hilio
UNIDAD FUNCIONAL Corpúsculo renal Capilares glomerulares Cápsula de Bowman Nefrón Túbulo proximal Túbulo urinífero Túbulos renales Asas de Henle Túbulo contorneado Distal Túbulo de conexión o conector Túbulos colectores Túbulo colector cortical Túbulo colector medular
NEFRÓN Y SISTEMA DE TÚBULOS COLECTORES -superficiales -mesocorticales -yuxtamedulares
ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA VASCULAR RENAL Y DEL NEFRÓN Aorta abdominal Arterias renales Arterias segmentarias Arterias interlobulares Arterias arciformes Arterias interlobulillares Arteriolas aferentes
TASAS DE FLUJO DE SANGRE (en ml/ min por gramo de tejido) EN DIFERENTES PARTES DEL RIÑÓN
SEGMENTOS TUBULARES DEL NEFRÓN
APARATO YUXTAGLOMERULAR La mácula densa (MD) Las células mesangiales extraglomerulares (EGM) Las células granulares (G) de la arteriola aferente productoras de renina.
FORMACIÓN DE LA ORINA Cant. soluto Excretado= Cant. Filtrada Cant. Reabsorbida + Cant. Secretada
ESQUEMA DE LAS 3 CAPAS DE LA BARRERA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR Front Endocrinol (Lausanne). 2014;5:151. Molecular and cellular events mediating glomerular podocyte dysfunction and depletion in diabetes mellitus.
CAPACIDAD DE FILTRACIÓN SUSTANCIA MASA MOLECULAR (Dalton) CAPACIDAD DE FILTRACIÓN: UF X /P X AGUA 18 1.0 SODIO 23 1.0 GLUCOSA 180 1.0 INULINA 5.500 1.0 MIOGLOBINA 17.000 0.75 HEMOGLOBINA 68.000 0.03 ALBUMINA 69.000 0.005 Poro diafragmático Podocitos con los procesos pedicelares Nat Rev Nephrol. 2013;9(6):328. The role of the podocyte in albumin filtration. Membrana basal glomerular Célula endotelial
FILTRACIÓN GLOMERULAR FPR = 600 ml/min VFG = 125 ml/min VFG FF = = 0.2 FPR FF = 20% FF = Fracción de filtración
FUERZAS QUE PRODUCEN EL FILTRADO GLOMERULAR PFN (P CG + CB ): favorecen la filtración P CG (P CB + CG ): se oponen a la filtración PFN: presión filtración neta VFG = K f [(P CG P CB )- (π CG - π CB )] K f = permeabilidad hidráulica x área superficie
COMPARACIÓN DE LOS PERFILES DE PRESIÓN Q=2 ml/min VFG=125 ml/min VFG = K f [(P CG P CB )- (π CG - π CB )] Bases Fisiológicas de la Práctica Médica BEST Y TAYLOR 12 Edición
CAMBIOS EN LAS RESISTENCIAS DE LAS ARTERIOLAS Un regulador importante es la actividad simpática, hormonas vasoconstrictoras presión sanguínea arterial A: constricción de la arteriola aferente VFG. B: constricción de la arteriola eferente VFG. C: dilatación de la arteriola eferente VFG. D: dilatación de la arteriola aferente VFG.
CLEARANCE (DEPURACIÓN) DE CREATININA= VFG Carga filtrada = Carga excretada P cr x VFG = U cr x V * VFG = U cr x V * P cr VFG= mg/dl x ml/min mg/dl VFG = 125 ml/min C Cr = VFG=125 ml/min P cr = concentración creatinina en plasma U cr = concentración creatinina en orina V= * flujo de orina
CLEARANCE DE CREATININA= VFG VFG = U cr x V * P cr VFG cte P cr ADULTOS (COCKCROFT Y GAULT 1976) (CRONBERG ET AL 1992) MDRD (Modification of Diet in Renal Disease study) NATIONAL KIDNEY DISEASE EDUCATION PROGRAM
CLEARANCE (DEPURACIÓN/ACLARAMIENTO) DE UNA SUSTANCIA X Representa el volumen de plasma que ha sido eliminado de una sustancia y que se excreta en la orina por unidad de tiempo. Se expresa como volumen/tiempo U X x V * C X = P X El concepto de aclaramiento renal Permite la medición de la VFG (X=creatinina) Permite la medición del FPR (X=ácido paraaminohipúrico PAH)
PROCESAMIENTO TUBULAR DEL FILTRADO GLOMERULAR 1. Filtración C CR 2. Reabsorción de agua y solutos del ultrafiltrado * Treab= (P X VFG) (U X V) 3. Secreción de algunos solutos en el líquido tubular * T secr = (U X V) - (P X VFG) 4. Carga Excretada= Carga Filtrada Carga Reabsorbida + Carga Secretada
VELOCIDADES DE FILTRACIÓN, REABSORCIÓN Y EXCRECIÓN PARA DISTINTAS SUSTANCIAS Glucosa (g/día) Bicarbonato (meq/día) Sodio (meq/día) Cloruro (meq/día) Potasio (meq/día) CARGA FILTRADA = P X x VFG CARGA REABSORBIDA CARGA EXCRETADA =U X x V* % DE LA CARGA FILTRADA REABSORBIDA 180 180 0 100 4.320 4.318 2 >99.9 25.560 25.410 150 99.4 19.440 19.260 180 99.1 756 664 92 87.8 Urea (g/día) 46.8 23.4 23.4 50 Creatinina (g/día) 1.8 0 1.8 0
TÚBULO PROXIMAL (TP)= REABSORCIÓN DE AGUA Y SOLUTOS CAPILAR PERITUBULAR TRANSPORTE ACTIVO (Primario/Secundario) Y PASIVO FUERZAS STARLING ÓSMOSIS
REABSORCIÓN TP: sodio, agua y bicarbonato Diuréticos: Acetazolamida - Transportadores: - Cotransporte Na + /soluto contra-transportador NH3 Na + /K + ATPasa - Contratransporte Na + /H + a) reabsorción HCO 3- yna + b) reabsorción Na + y Cl - fuente de hidrógeno: ácido fórmico - Transporte Na + impulsado por Cl - cotransportador AA P Lactato SGLT2 GLUT2
REABSORCIÓN TP: cloro Contratransporte sodio/hidrógeno: reabsorción sodio y cloro. Anión: fórmico, oxalato, sulfato. En los últimos segmentos se incrementa la [Cl - ], por la mayor velocidad de reabsorción de bicarbonato
TÚBULO PROXIMAL: REABSORCIÓN DE AGUA POR ACUAPORINAS (AQP) Peter Agre, Ganador del Premio Nobel en Química (2003)
ACUAPORINAS EN EL RIÑÓN
CUANTIFICACIÓN DE ALBUMINURIA Y PROTEINURIA Orina de 24 h Índice albuminuria/ creatininuria Orina minutada Normal < 30 mg/24 h < 30 mg/g creatinina <20 ug/min Microalbuminuria 30-300 mg/24 h 30-300 mg/g creatinina 20-200 ug/min Proteinuria franca > 300 mg/24 h > 300 mg/g creatinina > 200 ug/min Proteinuria fisiológica: 80 ± 24 mg/día de proteínas; límite normal: Adultos:150 mg/día Niños:140 mg/m 2 /día 50% albúmina (5-30 mg/día). 50% proteínas de los túbulos y tracto urinario (Tamm-Horsfall).
TRANSPORTE DE AGUA Y SOLUTOS EN EL TÚBULO PROXIMAL Angiotensina II reabsorción NaCl, H 2 O secreción H + Secreción de ácidos y bases orgánicas: sales biliares, oxalatos, uratos y las catecolaminas. Secreción de fármacos (penicilina y salicilatos). Secreción de ácido paraaminohipúrico (PAH). Aclaramiento PAH= FPRE
HOMEOSTASIS RENAL DE LA GLUCOSA Gluconeogénesis Consumo de glucosa Reabsorción de glucosa WrightEM,LooDD,HirayamaBA.Physiol Rev. 2011;91(2):733-94. Biology of human sodium glucose transporters.
GLUCONEOGÉNESIS RENAL Produce 15-55 g/día de glucosa Gerich JE. Diabet Med. 2010;27(2):136-42. Alrededor del 20% de la glucosa corporal total liberada en estado de ayuno Alrededor del 40% de toda la gluconeogénesis Ocurre en las células tubulares proximales dentro de la corteza renal Marsenic O. Am J Kidney Dis 2009;53:875-883.
CONSUMO DE GLUCOSA Consume 25-35 g/día de glucosa Alrededor del 10% de toda la glucosa consumida por el organismo en estado de ayuno Ocurre principalmente en la médula renal Consumidor estricto de glucosa Marsenic O. Am J Kidney Dis 2009;53:875-883.
REABSORCIÓN RENAL DE LA GLUCOSA En circunstancias normales, los glomérulos filtran alrededor de 180 g/día de glucosa Casi toda la glucosa del filtrado glomerular se reabsorbe en el túbulo proximal Wright EM. Am J Physiol Renal Physiol 2001;280:F10-18.
REABSORCIÓN RENAL DE LA GLUCOSA Bailey CJ. Trends Pharmacol Sci. 2011;32(2):63-71. Renal glucose reabsorption inhibitors to treat diabetes.
SGLT /GLUT Bailey CJ, Trends in Pharmacological Sciences, Vol 32 (2), pp. 63 71, 2011.
MANEJO RENAL DE LA GLUCOSA Carga filtrada (CF)= P G x VFG CF = mg/ml x ml/min CF= mg/min Treab= (P X VFG) (U X V) * Carga excretada (CE) = U G x V *
MANEJO RENAL DE LA GLUCOSA Carga filtrada (CF)= P G x VFG CF = mg/ml x ml/min CF= mg/min Treab= (P X VFG) (U X V) * Carga excretada (CE) = U G x V *
MANEJO RENAL DE LA GLUCOSA Carga filtrada (CF)= P G x VFG CF = mg/ml x ml/min CF= mg/min Treab= (P X VFG) (U X V) * Carga excretada (CE) = U G x V *
TRANSPORTE MÁXIMO DE GLUCOSA Explayamiento TmG UMBRAL RENAL
TRANSPORTE EN LAS ASAS DE HENLE Asa descendente de Henle reabsorbe aprox. el 20% del agua filtrada exclusivamente en la rama descendente delgada (AQP1) Asa ascendente gruesa de Henle reabsorbe Na +, Cl -, K +, Ca ++, HCO 3-,Mg ++ secreta H + Angiotensina II reabsorción NaCl, H 2 O secreción H +
RAMA ASCENDENTE GRUESA DE HENLE Diuréticos de asa: furosemida - Reabsorbe aprox. el 25% del NaCl filtrado. La reabsorción de NaCl se produce tanto en las ramas ascendente delgada como gruesa. Las ramas ascendentes son impermeables al agua.
TRANSPORTE EN EL TÚBULO DISTAL Diuréticos tiazídicos - El segmento inicial reabsorbe Na +,Cl -,yca ++ y es impermeable al agua. Reabsorben aprox. el 5% del NaCl filtrado, secretan K +,H +.
PORCIÓN FINAL DEL TÚBULO DISTAL Y CONDUCTO COLECTOR Bloqueantes de canales de Na + : amiloride // Antagonistas de Aldosterona: espironolactona - Células principales: reabsorben Na + y agua (AQP2), además secretan K + Células intercaladas: - secretan H + y reabsorben HCO 3- : importantes en la REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ACIDOBÁSICO - reabsorben K + por la acción de una H + /K + ATPasa en la membrana apical Angiotensina II reabsorción NaCl, H 2 O secreción H + Aldosterona PNA, PNB reabsorción NaCl, H 2 O secreción K + excreción NaCl, H 2 O
ALDOSTERONA Estímulos para su liberación [angiotensina II] y [K + ] p
CONDUCTO COLECTOR MEDULAR Reabsorben menos del 10% del agua y Na + filtrados. Lugar final del procesamiento de la orina. Angiotensina II reabsorción NaCl, H 2 O secreción H +
CÉLULA PRINCIPAL DE LOS TÚBULOS DISTALES POSTERIORES, TC Y CC
REGULACIÓN DE LA REABSORCIÓN TUBULAR 1. EQUILIBRIO GLOMERULOTUBULAR: los túbulos aumentan la reabsorción en respuesta a una mayor carga filtrada. 2. FUERZAS FÍSICAS en el líquido capilar peritubular y el líquido intersticial. 4. ACTIVACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO SIMPÁTICO: aumenta la reabsorción de sodio. 5. CONTROL HORMONAL DE LA REABSORCIÓN TUBULAR.
RETROALIMENTACIÓN TUBULOGLOMERULAR Vasoconstrictores: ATP, adenosina Vasodilatadores: NO
REGULACIÓN RENAL Nervios Simpáticos Renales Sistema Renina-Angiotensina -Aldosterona Péptido Natriurético Auricular y Cerebral Hormona Antidiurética Prostaglandinas Hormona Paratiroidea y vitamina D.
NERVIOS SIMPÁTICOS RENALES FSR y VFG. reabsorción de Na + por el túbulo proximal. liberación de renina y por lo tanto la producción de angiotensina II. Los efectos de un aumento de la actividad simpática renal pueden estar limitadas por las prostaglandinas liberadas localmente.
SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONA La secreción de renina es estimulada por tres factores: actividad nerviosa simpática renal. presión de perfusión renal. entrega de NaCl a la mácula densa.
INTEGRACIÓN DE LA ACCIÓN DE RENINA Ian A. Reid Advan Physiol Educ 275:236-245, 1998.
PÉPTIDO NATRIURÉTICO ATRIAL (PNA) PÉPTIDO NATRIURÉTICO CEREBRAL (PNB) Estímulo: Presión sanguínea y volumen LEC Vasodilatación en el riñón VFG Inhibición del sistema renina-angiotensina-aldosterona Aumento de la natriuresis. Inhibe la secreción aldosterona Disminuye la secreción ADH
HORMONAS QUE REGULAN LA REABSORCIÓN TUBULAR Hormona Lugar de Acción Efectos Aldosterona Túbulo y Conducto Colector reabsorción NaCl, H 2 O, secreción K + Angiotensina II Túbulo Proximal, asa ascendente gruesa de Henle/túbulo distal, túbulo colector reabsorción NaCl, H 2 O, secreción H + Hormona Antidiurética Túbulo Distal/túbulo y conducto colector reabsorción de H 2 O Péptido Natriurético Auricular Túbulo Distal/túbulo y conducto colector reabsorción de NaCl Hormona Paratiroidea Túbulo Proximal, asa ascendente gruesa de Henle/túbulo distal reabsorción de PO 4Ξ, reabsorción de Ca ++
Término Ecuación Unidades Aclaramiento (C s ) ml/min Velocidad Filtración Glomerular (VFG) ml/min Flujo Plasmático Renal Efectivo(FPRE) FPRE=C PAH = U PAH x V * ml/min P PAH Carga excretada Carga reabsorbida CE = U s x V * CR= CF-CE mg/min, mmol/min, o meq/min mg/min, mmol/min, o meq/min Carga secretada CS= CE-CF mg/min, mmol/min, o meq/min
MUCHAS GRACIAS