FUNCIONES DEL RIÑÓN
1. Depurar , eliminar o excretar de la sangre todos los productos de desecho producidos por el organismo (Esta función es fundamental para evitar la intoxicación por Urea [Uremia] )
2. Asegurarse que la orina contiene la misma agua que se ha bebido , y el mismo sodio , potasio , calcio ,magnesio y cloro que se ha ingerido .Esta función es fundamental para mantener el Balance o Equilibrio Hidroelectrolítico.
3.Fabricar el bicarbonato (HCO3-) , que se destruye cada dia con la dieta (1 mEq de bicarbonato/Kg/día ).
4.Fabricar las 3 hormonas Renales : Eritropoyetina (Estimula la producción de eritrocitos en la médula ósea ) , 1,25 DihidroxiColecalciferol (1,25 OH2 D3 , metabolito activo de la Vitamina D) , Renina ( interviene en la regulación de la presión arterial , junto a otras hormonas que forman parte del SRAA ).Es decir el riñón se comporta también como un órgano endocrino o tiene función endocrina.
Recordar :
Recordemos que el Aparato yuxtaglomerular está implicado en la autorregulación del flujo sanguíneo renal y en la filtración glomerular y se compone de :
1.La macula densa , una región definida en la porción inicial del tubulo contorneado distal .
2.Las células mesangiales extraglomerulares
3.Las células productoras de Renina (células yuxtaglomerulares ) de la arteriola glomerular aferente , y en menor medida , la eferente.Estas celulas son células modificadas de musculo liso de la arteriola aferente.
Este sistema se va a activar cuando:
3.-El aumento de actividad simpática adrenérgica (receptores Beta-1-adrenérgicos)
Cx/Cinulina >1,0. El aclaramiento de x es superior al aclaramiento de inulina. La sustancia es filtrada y segregada. Ejemplos de sustancias cuyos aclaramientos son mayores que los de la inulina son ácidos y bases orgánicos y, bajo determinadas condiciones, K+.
4.Fabricar las 3 hormonas Renales : Eritropoyetina (Estimula la producción de eritrocitos en la médula ósea ) , 1,25 DihidroxiColecalciferol (1,25 OH2 D3 , metabolito activo de la Vitamina D) , Renina ( interviene en la regulación de la presión arterial , junto a otras hormonas que forman parte del SRAA ).Es decir el riñón se comporta también como un órgano endocrino o tiene función endocrina.
Recordar :
SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONA (SRAA)
Es útil para entender este proceso de autorregulación de la presión arterial, así como la acción de algunos de los fármacos antihipertensivos.
Cuando hay una hipoperfusión renal, es decir, cuando disminuye el flujo renal o disminuye la presión a nivel del riñón, se segrega la renina a nivel del aparato yuxtaglomerular.
Recordemos que el Aparato yuxtaglomerular está implicado en la autorregulación del flujo sanguíneo renal y en la filtración glomerular y se compone de :
1.La macula densa , una región definida en la porción inicial del tubulo contorneado distal .
2.Las células mesangiales extraglomerulares
3.Las células productoras de Renina (células yuxtaglomerulares ) de la arteriola glomerular aferente , y en menor medida , la eferente.Estas celulas son células modificadas de musculo liso de la arteriola aferente.
Este sistema se va a activar cuando:
1. Existe una disminución de la presión arterial (Hipovolemia , por ejem , cuando tienes una disminución del volumen sanguíneo producto de una hemorragia )
2.Existe una disminución de sodio , ya que la mácula densa se va comportar como un sensor de sodio y cloro.Cuando pasa un volumen reducido de sodio (poco ) la mácula densa va a activar el aparato yuxtaglomerular , es decir le va a "decir" a las células yuxtaglomerulares que secreten renina [ ver nota ]
3.-El aumento de actividad simpática adrenérgica (receptores Beta-1-adrenérgicos)
Todos estos procesos van a ocasionar una disminución de la hormona renina , por lo que van a estimular a que el aparato yuxtaglomerular (concretamente las células yuxtaglomerulares ) produzcan mas Renina para tratar de compensar esa disminución .
NOTA : Las células de la mácula densa son sensibles al contenido iónico y volumen de agua del líquido que fluye por el túbulo contorneado distal. Una bajada en el volumen de agua corporal es detectada por estas células, se producen señales moleculares que promueven la secreción de renina por otras células del aparato yuxtaglomerular. La liberación de renina es un componente esencial del sistema renina-angiotensina-aldosterona (RAAS), que regula la presión arterial y el volumen sanguíneo.
Como receptor, cuando la mácula densa percibe concentraciones de sodio altas, actúa inhibiendo la secreción de renina por parte de las células yuxtaglomerulares de la arteriola aferente del glomérulo renal. Por el contrario, cuando la concentración de sodio se encuentra disminuida, la mácula densa se activa, permitiéndose la secreción de renina y con ella la activación del sistema renina angiotensina aldosterona, y la consecuente antinatriuresis (aumento en la retención de sodio) y, aumento de la presión arterial.
Siguiendo la imagen , cuando ocurre una disminución de la perfusión renal , el riñón , a través de su aparato yuxtaglomerular (mácula densa ) , se percata de eso y estimula a las células yuxtaglomerulares a que segregen Renina.
La renina es un enzima que cataliza una reacción : la conversión de Angiotensinógeno, que es un péptido o proteína producido por el hígado y liberado a la circulación sanguínea , en Angiotensina I.
Ahora , a nivel del Pulmón ( al pasar por ahí arrastrado por la circulación sanguínea ), la Angiotensina I se convierte en Angiotensina II , cuya reacción es catalizada por la ECA (Enzima convertidora de Angiotensina ) que es producida principalmente por las células endoteliales pulmonares (aunque también por las células endoteliales del glomerulo renal )
La Angiotensina II ( A-II) posee las siguientes funciones o efectos :
1. Estimula la secreción de ADH (también llamada vasopresina, u hormona antidiurética) por la neurohipófisis o glándula pituitaria posterior (aunque la ADH es sintetizada en los núcleos supraópticos y paraventriculares del hipotálamo, es el lóbulo posterior de la hipófisis el que se encarga de secretarla), la cual a su vez estimula la reabsorción de agua a nivel renal ( como su mismo nombre lo dice , antidiuresis , anti producción de orina y por lo tanto va a retener agua ) y produce la sensación de sed.
2.Produce Vasoconstricción , con el fin de aumentar la presión arterial ,actuando sobre los recptores AT1 del musculo de liso de las arteriolas glomerulares .
Es decir , las células musculares lisas presentes en los vasos sanguíneos presentan receptores para la angiotensina II (los receptores AT1), que estimulan la producción de inositol trifosfato (IP3) intracelular, lo cual provoca la salida de calcio del retículo sarcoplásmico, activando así la contracción muscular: por ello, la A-II tiene un potente efecto vasoconstrictor.
3.Estimula la secreción de la Aldosterona (por las glándulas suprarrenales) ,específicamente en la corteza suprarrenal , hormona mineralocorticoide que aumenta la reabsorción de sodio a nivel renal junto con la mayor excreción de potasio e hidrogenión. (a nivel del tubo colector), que son devueltos a la sangre.La retención de sodio y de agua producirá un incremento de volumen sanguíneo que tiene como resultado un aumento en la tensión arterial.
La Angiotensina II ( A-II) posee las siguientes funciones o efectos :
1. Estimula la secreción de ADH (también llamada vasopresina, u hormona antidiurética) por la neurohipófisis o glándula pituitaria posterior (aunque la ADH es sintetizada en los núcleos supraópticos y paraventriculares del hipotálamo, es el lóbulo posterior de la hipófisis el que se encarga de secretarla), la cual a su vez estimula la reabsorción de agua a nivel renal ( como su mismo nombre lo dice , antidiuresis , anti producción de orina y por lo tanto va a retener agua ) y produce la sensación de sed.
2.Produce Vasoconstricción , con el fin de aumentar la presión arterial ,actuando sobre los recptores AT1 del musculo de liso de las arteriolas glomerulares .
Es decir , las células musculares lisas presentes en los vasos sanguíneos presentan receptores para la angiotensina II (los receptores AT1), que estimulan la producción de inositol trifosfato (IP3) intracelular, lo cual provoca la salida de calcio del retículo sarcoplásmico, activando así la contracción muscular: por ello, la A-II tiene un potente efecto vasoconstrictor.
3.Estimula la secreción de la Aldosterona (por las glándulas suprarrenales) ,específicamente en la corteza suprarrenal , hormona mineralocorticoide que aumenta la reabsorción de sodio a nivel renal junto con la mayor excreción de potasio e hidrogenión. (a nivel del tubo colector), que son devueltos a la sangre.La retención de sodio y de agua producirá un incremento de volumen sanguíneo que tiene como resultado un aumento en la tensión arterial.
4.Estimula la actividad del sistema simpático, que tiene también un efecto vasoconstrictor.
Esta vasoconstricción se va a producir tanto en la arteriola Aferente como Eferente , pero su efecto es mucho mayor en la arteriola Eferente .Esto es importante ya que al producirse una vasoconstricción en la arteriola aferente esto va a producir una disminución del flujo sanguíneo renal y por ende una disminución del filtrado glomerular , lo que podría derivar en una insuficiencia renal .Sin embargo , esto se previene ya que al producirse una vasoconstricción principalmente en la arteriola eferente , disminuye el flujo renal sanguíneo que sale hacia afuera y aumenta el filtrado glomerular .
El sistema simpático utiliza adrenalina y noradrenalina como neurotransmisores, que se unen a los receptores α1 presentes en las células musculares lisas de los vasos sanguíneos. La activación de estos receptores también produce un aumento de la producción de IP3, y por tanto, vasoconstricción. No existe inervación parasimpática .
Datos generales sobre la fisiología renal (CTO)
Recordemos que para llevar a cabo su función,cada riñón esta organizado en un millón de estructuras llamadas nefronas , cada una de las cuales cuenta con un elemento filtrante , el glomerulo , que extrae de la sangre el 20 % del plasma , seguido de un elemento de procesado , el tubulo , que añade a la orina lo que el glomerulo no haya podido filtrar , recupera lo que se haya filtrado pero no se quiera perder , y , finalmente , ajusta las cantidades resultantes de agua , sodio , calcio , magnesio , cloro ..., a las que se han ingerido para mantener el balance . Estas funciones se hayan repartidas a lo largo del tubulo ; por eso , al estudiar el tubulo , se divide en secciones para entender como cada segmento contribuye a la función global del mismo.
Recordemos tambien que el glomerulo esta constituido por un elemento vascular , el ovillo capilar , y un elemento epitelial en forma de copa, la cápsula de Bowman , que contiene al ovillo capilar , recoge el ultrafiltrado y lo dirige hacia el tubulo proximal .
La función primordial del glomerulo es llevar a cabo el ultrafiltrado (Ultrafiltrado= filtrado sin proteínas )del plasma.
-Por las arteriolas aferentes entran 1200 ml de sangre por minuto (flujo sanguíneo renal = 20 % del gasto cardiaco =1200 ml/min)
-El flujo plasmático renal viene a ser la mitad del flujo sanguíneo renal (FSR):600 ml/min.Se mide mediante el aclaramiento de paraaminohipúrico (PAH).
-De los 600 ml/min de flujo plasmático renal , el 20% se filtra ,constituyendo el filtrado glomerular (FG= 120 ml ; fracción de filtración = FG/IPR=20%).El FG se mide mediante el aclaramiento de inulina o el aclaramiento de creatinina.El aclaramiento de creatinina requiere medir la eliminación de creatinina en orina de 24 h .(Ver formula mas adelante ).
-El aclaramiento de creatinina tiene unos valores normales de 120 ml/min .Para este valor de aclaramiento la concentración plasmática de creatinina en suero es de 0,6-1,2 mg/dl .Para cuando la cifra de creatinina plasmática supera los valores normales , el aclaramiento puede haberse reducido ya al 50 %.
-El filtrado glomerular también se puede estimar a partir de la creatinina en sangre sin tener que medir la creatinina en orina mediante fórmulas validadas en grandes grupos de población.Los métodos mas conocidos son el Cockroft y el MDRD , con los que se estima el filtrado glomerular a partir de la creatinina plasmática , el sexo , la edad y la raza.
- El plasma que sale por la arteriola eferente (el otro 80% que no se filtra) es de 600-120 = 480 ml/min , es decir , que la sangre en la arteriola eferente está mas concentrada : tiene un hematocrito entre un 5 % y un 10% mas alto que la sangre en la arteriola aferente.Esta mayor concentración facilita las trombosis intrarrenales en situaciones protrombóticas .
-Un filtrado glomerular de 120 ml/min equivale a afirmar que se filtran en total 180 L/dia .Es decir , que la totalidad del flujo plasmático (3L) pasa unas 60 veces diarias por los filtros de los riñones.
Por definición , el aclaramiento renal es el volumen de plasma que , a su paso por los riñones , queda totalmente libre de una sustancia por unidad de tiempo.A mayor aclaramiento renal, mas plasma queda libre de la sustancia.
Las sustancias con los aclaramientos renales mas altos pueden eliminarse totalmente en un único paso de la sangre a través de los riñones ; las sustancias con los aclaramientos renales mas bajos no se eliminan .
La ecuación del aclaramiento renal es la siguiente :
donde :
C = Aclaramiento (ml/min)
[O]x = Concentración urinaria de sustancia X (mg/ml)
V = Flujo de orina por minuto (ml/min)
[P]x = Concentración plasmática de sustancia X (mg/ml)
Por tanto, el aclaramiento renal es el cociente entre la excreción urinaria ([O]x ×V ) y la concentración plasmática.
Para una concentración plasmática dada, el aclaramiento renal de una sustancia aumenta a medida que se incrementa la excreción urinaria. De nuevo, las unidades de aclaramiento son volumen por unidad de tiempo (p. ej.,ml/min; l/h; l/día), que significa el volumen de plasma eliminado de la sustancia por unidad de tiempo.
Aclaramiento de varias sustancias
Datos generales sobre la fisiología renal (CTO)
Recordemos que para llevar a cabo su función,cada riñón esta organizado en un millón de estructuras llamadas nefronas , cada una de las cuales cuenta con un elemento filtrante , el glomerulo , que extrae de la sangre el 20 % del plasma , seguido de un elemento de procesado , el tubulo , que añade a la orina lo que el glomerulo no haya podido filtrar , recupera lo que se haya filtrado pero no se quiera perder , y , finalmente , ajusta las cantidades resultantes de agua , sodio , calcio , magnesio , cloro ..., a las que se han ingerido para mantener el balance . Estas funciones se hayan repartidas a lo largo del tubulo ; por eso , al estudiar el tubulo , se divide en secciones para entender como cada segmento contribuye a la función global del mismo.
Recordemos tambien que el glomerulo esta constituido por un elemento vascular , el ovillo capilar , y un elemento epitelial en forma de copa, la cápsula de Bowman , que contiene al ovillo capilar , recoge el ultrafiltrado y lo dirige hacia el tubulo proximal .
La función primordial del glomerulo es llevar a cabo el ultrafiltrado (Ultrafiltrado= filtrado sin proteínas )del plasma.
-Por las arteriolas aferentes entran 1200 ml de sangre por minuto (flujo sanguíneo renal = 20 % del gasto cardiaco =1200 ml/min)
-El flujo plasmático renal viene a ser la mitad del flujo sanguíneo renal (FSR):600 ml/min.Se mide mediante el aclaramiento de paraaminohipúrico (PAH).
-De los 600 ml/min de flujo plasmático renal , el 20% se filtra ,constituyendo el filtrado glomerular (FG= 120 ml ; fracción de filtración = FG/IPR=20%).El FG se mide mediante el aclaramiento de inulina o el aclaramiento de creatinina.El aclaramiento de creatinina requiere medir la eliminación de creatinina en orina de 24 h .(Ver formula mas adelante ).
-El aclaramiento de creatinina tiene unos valores normales de 120 ml/min .Para este valor de aclaramiento la concentración plasmática de creatinina en suero es de 0,6-1,2 mg/dl .Para cuando la cifra de creatinina plasmática supera los valores normales , el aclaramiento puede haberse reducido ya al 50 %.
-El filtrado glomerular también se puede estimar a partir de la creatinina en sangre sin tener que medir la creatinina en orina mediante fórmulas validadas en grandes grupos de población.Los métodos mas conocidos son el Cockroft y el MDRD , con los que se estima el filtrado glomerular a partir de la creatinina plasmática , el sexo , la edad y la raza.
- El plasma que sale por la arteriola eferente (el otro 80% que no se filtra) es de 600-120 = 480 ml/min , es decir , que la sangre en la arteriola eferente está mas concentrada : tiene un hematocrito entre un 5 % y un 10% mas alto que la sangre en la arteriola aferente.Esta mayor concentración facilita las trombosis intrarrenales en situaciones protrombóticas .
-Un filtrado glomerular de 120 ml/min equivale a afirmar que se filtran en total 180 L/dia .Es decir , que la totalidad del flujo plasmático (3L) pasa unas 60 veces diarias por los filtros de los riñones.
ACLARAMIENTO RENAL
El aclaramiento es un concepto general que describe la velocidad a la que se eliminan (o aclaran) las sustancias del plasma.Por tanto , el término aclaramiento corporal total significa velocidad total de eliminación de una sustancia en todos los órganos ; aclaramiento hepático significa la velocidad de eliminación por el hígado y aclaramiento renal significa la velocidad de eliminación por los riñones.
Por definición , el aclaramiento renal es el volumen de plasma que , a su paso por los riñones , queda totalmente libre de una sustancia por unidad de tiempo.A mayor aclaramiento renal, mas plasma queda libre de la sustancia.
Las sustancias con los aclaramientos renales mas altos pueden eliminarse totalmente en un único paso de la sangre a través de los riñones ; las sustancias con los aclaramientos renales mas bajos no se eliminan .
La ecuación del aclaramiento renal es la siguiente :
C = Aclaramiento (ml/min)
[O]x = Concentración urinaria de sustancia X (mg/ml)
V = Flujo de orina por minuto (ml/min)
[P]x = Concentración plasmática de sustancia X (mg/ml)
Por tanto, el aclaramiento renal es el cociente entre la excreción urinaria ([O]x ×V ) y la concentración plasmática.
Para una concentración plasmática dada, el aclaramiento renal de una sustancia aumenta a medida que se incrementa la excreción urinaria. De nuevo, las unidades de aclaramiento son volumen por unidad de tiempo (p. ej.,ml/min; l/h; l/día), que significa el volumen de plasma eliminado de la sustancia por unidad de tiempo.
Aclaramiento de varias sustancias
Puede calcularse el aclaramiento renal de cualquier sustancia. Según las características de la sustancia y su control renal, el aclaramiento puede oscilar entre 0 y más de 600 ml/min. Por ejemplo, el aclaramiento renal de la albúmina es de aproximadamente 0 porque, en general, la albúmina no es filtrada a través de los capilares glomerulares.
El aclaramiento renal de la glucosa también es 0, aunque por una razón diferente: la glucosa es filtrada y luego es completamente reabsorbida hacia el torrente circulatorio. Otras sustancias, como Na+, urea, fosfato y Cl– tienen aclaramientos mayores de 0 porque son filtradas y reabsorbidas en parte.
La inulina, un polímero de la fructosa, es un caso especial, ya que se filtra libremente a través de los capilares glomerulares, pero no se reabsorbe ni se segrega; por tanto, su aclaramiento mide la tasa de
filtración glomerular. Ácidos orgánicos como el ácido paraaminohipúrico (PAH) tienen los aclaramientos más altos de todas las sustancias porque son filtrados y segregados
Indices de aclaramiento
La inulina tiene propiedades exclusivas que hacen de ella la única sustancia cuyo aclaramiento es exactamente igual a la tasa de filtración glomerular (TFG). La inulina se filtra libremente por los capilares glomerulares, pero una vez filtrada, no se reabsorbe ni segrega. Por tanto, la cantidad de inulina filtrada será idéntica a la cantidad de inulina excretada. Por estas razones, la inulina es una sustancia de referencia llamada marcador glomerular.
El aclaramiento de cualquier sustancia (x) puede compararse con el aclaramiento de la inulina y se expresa como el índice de aclaramiento. Por tanto:
Los significados de varios valores del índice de aclaramiento son los siguientes:
♦ Cx/Cinulina = 1,0. El aclaramiento de x es igual al aclaramiento de inulina. La sustancia también debe ser un marcador glomerular (se filtra, pero no se reabsorbe ni se segrega).
♦ Cx/Cinulina <1,0. El aclaramiento de x es inferior al aclaramiento de inulina. O bien la sustancia no es filtrada o es filtrada y posteriormente reabsorbida. Por ejemplo, la albúmina no es filtrada y el aclaramiento de albúmina es inferior al aclaramiento de inulina. Los aclaramientos de Na+, Cl–, HCO3–, fosfato, urea, glucosa y aminoácidos son también menores que el aclaramiento de inulina porque estas sustancias son filtradas y luego reabsorbidas.
