Tema 2. Filtración - PDF

TEMA V.2. Filtración renal OBJETIVOS - Saber de qué se compone el filtrado glomerular - Distinguir las partes en las que se constituye la barrera de filtración glomerular y saber cómo participan en el filtrado - Comprender la dinámica de la filtración glomerular - Conocer la importancia del flujo...

TEMA V.2. Filtración renal OBJETIVOS - Saber de qué se compone el filtrado glomerular - Distinguir las partes en las que se constituye la barrera de filtración glomerular y saber cómo participan en el filtrado - Comprender la dinámica de la filtración glomerular - Conocer la importancia del flujo sanguíneo renal en la tasa de filtración y cómo se produce su regulación - Aprender cómo se evalúa la función renal 1. FILTRACIÓN GLOMERULAR Es el primer paso para la formación de la orina Ocurre en el glomérulo de la nefrona La tasa de filtración glomerular difiere entre hombres y mujeres: Hombres: 90-140ml/min Mujeres: 80-125ml/min Cada día se filtran 180 litros de plasma El ultrafiltrado del plasma carece de elementos celulares (hematíes, leucocitos y plaquetas) Está esencialmente libre de proteínas. Se puede colar alguna de pequeño tamaño La concentración de sales y moléculas orgánicas, como glucosa y aminoácidos, es similar en el plasma y el ultrafiltrado 2. ANATOMÍA DE LA BARRERA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR El glomérulo está formado por los capilares glomerulares y la cápsula de Bowman La sangre entra al glomérulo por la arteriola aferente (A) y sale por la arteriola eferente (B) ya filtrada Dentro del glomérulo se encuentra la barrera de filtración gomerular que está compuesta por: - El endotelio capilar (que es la pared del capilar), que contiene numerosos poros B A de pequeño tamaño → capilar fenestrado - La membrana basal con glucoproteínas cargadas negativamente - Podocitos de la membrana capsular, que no forman una capa continua y que están unidos entre sí mediante diversas proteínas 3. DETERMINANTES DE LA COMPOSICIÓN DEL ULTRAFILTRADO La composición del ultrafiltrado depende exclusivamente de la barrera de filtración glomerular → se limita la filtración de moléculas basándose en el tamaño y la carga eléctrica En elementos con carga neutra: Moléculas con un radio inferior de 20Å se filtran libremente Moléculas mayores a 42Å no se filtran Moléculas entre 20 y 42Å se filtran en grados variables La carga eléctrica de la molécula afecta a la filtración: elementos con carga positiva de menos de 42Å se filtrarán mejor que aquellos elementos con carga negativa, como por ejemplo las proteínas 4. DINÁMICA DE LA ULTRAFILTRACIÓN La ultrafiltración se produce gracias a las fuerzas de Starling que son el resultado de la actividad de dos tipos de presiones: - Presión hidrostática (P): fuerza ejercida por un fluido sobre las paredes. Cuando aumenta, aumenta la presión sobre las paredes de los vasos y se favorece la salida de líquido - Presión oncótica o coleidosmótica (π): tipo de presión osmótica generada por las proteínas, ya sea en el plasma o en el líquido intersticial. Cuando aumenta, tiende a atraer líquido 4. DINÁMICA DE LA ULTRAFILTRACIÓN La ultrafiltración se produce gracias a las fuerzas de Starling que son el resultado de la actividad de dos tipos de presiones: - Presión hidrostática (P): fuerza ejercida por un fluido sobre las paredes. Cuando aumenta, aumenta la presión sobre las paredes de los vasos y se favorece la salida de líquido - Presión oncótica o coleidosmótica (π): tipo de presión osmótica generada por las proteínas, ya sea en el plasma o en el líquido intersticial. Cuando aumenta, tiende a atraer líquido En un principio, las fuerzas a favor y en contra de la filtración glomerular son: PGC promueve el movimiento de líquidos desde el capilar glomerular hacia el espacio de Bowman πBS es prácticamente 0 dado que no existen proteínas en el ultrafiltrado glomerular PBS y πGC se oponen al movimiento de líquido desde el capilar glomerular al espacio de Bowman Por tanto, la presión neta de ultrafiltración (PUF) es: 𝑃𝑈𝐹 = 𝑃𝐺𝐶 − 𝑃𝐵𝑆 − π𝐺𝐶 5. FLUJO SANGUÍNEO RENAL La cantidad de sangre que entra en el riñón (= flujo de sangre) es muy importante porque va a: 1. Determinar el flujo de sangre que va a filtrarse → a mayor flujo sanguíneo renal, mayor cantidad de ultrafiltrado 2. Modifica la relación de reabsorción de agua y solutos en el túbulo proximal (Tema V.3.) 3. Participa en la concentración y la dilución de la orina 4. Aporta oxígeno, nutrientes y hormonas a las células de la nefrona, y recoge dióxido de carbono, líquidos y solutos reabsorbidos a la circulación general 5. Aporta sustratos para su excreción en la orina 5. FLUJO SANGUÍNEO RENAL Al igual que en otros órganos del cuerpo humano, el riñón es capaz de regular su propio flujo de sangre. El flujo de sangre es directamente proporcional a la presión sanguínea e inversamente proporcional a la resistencia de los vasos ∆𝑃 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑎ó𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎 − 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑣𝑒𝑛𝑎 𝑟𝑒𝑛𝑎𝑙 𝑄= 𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑠𝑎𝑛𝑔𝑢í𝑛𝑒𝑜 𝑟𝑒𝑛𝑎𝑙 = 𝑅 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑣𝑎𝑠𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑟𝑒𝑛𝑎𝑙 Q: flujo de sangre ΔP: presión arterial media menos presión venosa para ese órgano R: resistencia al paso de sangre a través de ese órgano En caso de un incremento de la presión aórtica, la cual produciría un incremento del flujo sanguíneo, el riñón responde con un aumento de la FSR resistencia de los vasos renales, para así mantener el flujo constante Velocidad de flujo (ml/min) Esta regulación es de especial importancia, ya que mantener el flujo de sangre renal constante permite mantener constante la cantidad de sangre que se filtra → un incremento brusco de la sangre que llega al glomérulo puede causar daños en la barrera de filtración El riñón es capaz de regular el flujo sanguíneo renal a través de dos mecanismos conocidos como mecanismos de autorregulación Presión arterial (mm Hg) 5. FLUJO SANGUÍNEO RENAL → Mecanismos de autorregulación Los mecanismos de autorregulación buscan mantener el flujo sanguíneo producido por un ∆𝑃 incremento de la presión sanguínea, mediante el aumento de la resistencia de los vasos 𝑄= 𝑅 Q: flujo de sangre ΔP: presión arterial media menos presión venosa para ese órgano R: resistencia al paso de sangre a través de ese órgano La capa muscular que rodea los vasos, al contraerse produce la contracción de los vasos, y por tanto, un aumento de su resistencia R1 < R2 < R3 5. FLUJO SANGUÍNEO RENAL → Mecanismos de autorregulación Los mecanismos de autorregulación buscan mantener el flujo sanguíneo producido por un ∆𝑃 incremento de la presión sanguínea, mediante el aumento de la resistencia de los vasos 𝑄= 𝑅 Q: flujo de sangre ΔP: presión arterial media menos presión venosa para ese órgano R: resistencia al paso de sangre a través de ese órgano Existen dos mecanismos de autorregulación: 1. Mecanismo miogénico a) Un incremento de la presión sanguínea causará una distensión de la pared vascular. b) Esta distensión causa la apertura de los canales calcio de las células musculares del vaso c) El incremento de calcio intracelular causará la contracción del músculo vascular d) La contracción del músculo vascular causa una contracción del vaso e incrementa la resistencia del vaso sanguíneo 5. FLUJO SANGUÍNEO RENAL → Mecanismos de autorregulación Los mecanismos de autorregulación buscan mantener el flujo sanguíneo producido por un ∆𝑃 incremento de la presión sanguínea, mediante el aumento de la resistencia de los vasos 𝑄= 𝑅 Q: flujo de sangre Mácula densa ΔP: presión arterial media menos presión venosa para ese órgano R: resistencia al paso de sangre a través de ese órgano Existen dos mecanismos de autorregulación: 1. Mecanismo miogénico 2. Retroalimentación tubuloglomerular a) El incremento de presión aumenta la tasa de filtración (es decir, la cantidad de ultrafiltrado) b) Al haber más ultrafiltrado, entra mayor cantidad de NaCl al túbulo de la nefrona c) Este NaCl llega a la mácula densa (región del túbulo de la nefrona situado al lado de la arteriola aferente) d) La reabsorción de NaCl en esta zona lleva aparejada la producción de ATP y adenosina, los cuales al unirse a la musculatura del vaso aferente causa un incremento intracelular de calcio e) El incremento de calcio intracelular causa la contracción del músculo del vaso, incrementando su resistencia 5. FLUJO SANGUÍNEO RENAL → Mecanismos humorales de la mácula densa Además de los mecanismos de autorregulación, existen hormonas y factores liberados por los ∆𝑃 vasos de la mácula densa que van a controlar la contracción de los vasos 𝑄= 𝑅 Q: flujo de sangre ΔP: presión arterial media menos presión venosa para ese órgano R: resistencia al paso de sangre a través de ese órgano TFG: Tasa de filtración glomerular 6. EVALUACIÓN DE LA FUNCIÓN RENAL La evaluación de la función renal es una serie de pruebas que permiten conocer qué tan bien están funcionando los riñones y pueden servir como herramienta diagnóstica para diversas patologías relacionadas con el aparato renal Generalmente estas pruebas se relacionan con la capacidad de filtrado de los riñones Estas pruebas se basan en el principio de Fick de equilibrio de masas: Para aquellas sustancias que ni se sintetizan ni se metabolizan en el riñón [soluto]a x FSRa a) La entrada de una sustancia al riñón se hace exclusivamente por la [soluto]v x FSRv arteria renal b) La salida de una sustancia del riñón se hace: o Por la vena renal o Por el uréter [soluto]u x 𝑉 ̇ 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑎 𝑥 𝐹𝑆𝑅𝑎 = 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑣 𝑥 𝐹𝑆𝑅𝑣 + ( 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑢 𝑥 𝑉) FSR: flujo sanguíneo renal 𝑉: flujo de orina 6. EVALUACIÓN DE LA FUNCIÓN RENAL → Aclaramiento renal El aclaramiento (C x ) se define como el volumen de plasma sanguíneo (ml) que, por efecto de la función renal, queda libre de una sustancia por unidad de tiempo (minutos) 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑢 𝑥 𝑉 𝐶𝑥 = 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑎 En 24 horas, una persona es capaz de producir 1,5 litro de orina La concentración de sodio en orina es de 100 mEq/l, mientras que en plasma suele ser de 140 mEq/l [soluto]a x FSRa [soluto]v x FSRv ¿Cuál sería el aclaramiento de sodio del riñón? [sodio]u = 100 mEq/l 1,5 𝑙 1500 𝑚𝑙 𝑉= = = 1,04 𝑚𝑙/𝑚𝑖𝑛 24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 1440 𝑚𝑖𝑛 [sodio]a = 140 mEq/l [soluto]u x 𝑉 ̇ 𝑚𝐸𝑞 100 𝐿 𝑥 1,04 𝑚𝑙/𝑚𝑖𝑛 Gracias a la función renal, cada minuto se elimina el 𝐶𝑁𝑎 = = 𝟎, 𝟕𝟒𝟑 𝒎𝒍/𝒎𝒊𝒏 sodio de 0,743 ml de sangre 140 𝑚𝐸𝑞/𝑙 5. EVALUACIÓN DE LA FUNCIÓN RENAL → Tasa de filtración glomerular La tasa de filtración glomerular (TFG) es la capacidad de filtración de todas las nefronas funcionales en el riñón La TFG se calcula usando la fórmula del aclaramiento de un soluto que cumpla los siguientes requisitos: 1. Filtrarse con libertad a través del glomérulo hacia el espacio de Bowman 2. No ser reabsorbida ni secretada por la nefrona 3. No ser metabolizada ni sintetizada por el riñón 4. No alterar la TFG De manera generalizada, este soluto es la creatinina, un producto del metabolismo de la creatina del músculo esquelético que se filtra libremente desde el glomérulo al espacio de Bowman y que ni se reabsorbe, ni se secreta, ni se metaboliza, y por tanto: 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎𝑑𝑎 𝑇𝐹𝐺 𝑥 𝑐𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑛𝑖𝑛𝑎 𝑝 = 𝑐𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑛𝑖𝑛𝑎 𝑢 𝑥 𝑉 𝑐𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑛𝑖𝑛𝑎 𝑢 𝑥 𝑉 𝑇𝐹𝐺 = 𝑐𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑛𝑖𝑛𝑎 𝑝 Se utiliza como indicador de la función renal → una disminución de TFG generalmente significa que una enfermedad renal está progresando 5. EVALUACIÓN DE LA FUNCIÓN RENAL → Tasa de filtración glomerular Etapa Descripción TFG Características de la ERC* Daño renal con TFG Los riñones aún funcionan bien, por lo general asintomático. Quizá 1 > 90 ml/min normal o alta tenga otras señales de daño renal, como por ejemplo proteinuria. Los riñones casi siempre funcionan bien aún, por lo general Daño renal con TFG 60-89 2 asintomático. Quizá tenga otras señales de daño renal, como por ligeramente baja ml/min ejemplo proteinuria o daños físicos. Los riñones no hacen como es debido su función de depuración y excreción. Los desechos no excretados pueden acumularse en el organismo y empezar a causar otros problemas de salud , como la Daño renal con TFG 30-59 presión arterial alta y las alteraciones en los huesos. 3 moderadamente ml/min Podrían empezar a aparecer síntomas, tales como la debilidad, el baja cansancio o la hinchazón de pies y manos Se da tratamiento y se modifican hábitos de vida para evitar continuar progresando a niveles 4 y 5 Daño renal con TFG 15-29 Mismas características que el nivel 3, pero se acude con mayor 4 críticamente baja ml/min frecuencia al nefrólogo al ser esta etapa la anterior al fallo renal. Diálisis 5 Insuficiencia renal < 15 ml/min Trasplante renal * ERC= Enfermedad renal crónica