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Fisiología Médica Clase N°19 Prof. Francisco Monsalve

Fisiología Renal IIIYa hemos visto la parte macro y micro del riñón, o sea el sistema urinario, algunos procesos fisiológicos, especialmente la ultrafiltración y como ocurren estos procesos. Dentro de estos hay algunos fenómenos físicos que contribuyen al proceso, pero también se puede medir de alguna forma.

La Tasa Filtración Glomerular TFG: está dada por la siguiente fórmula.

Para hacer más simple debemos tomar (imaginariamente) un capilar glomerular y lo extendemos, donde tendremos una zona aferente, y otra zona eferente. Esto está dentro de la cápsula de bowman, además para este proceso también intervienen las fuerzas de starling, que son las presiones que ejercen el agua y las proteínas, conocidas como las presiones hidrostática y oncótica respectivamente.

En la zona aferente tendremos:

Ph cápilar: 60mmHg., esta tiende a sacar agua del vaso sanguíneo, es la fuerza más grandePO cápilar: 32 mmHg., esta retiene agua en el vaso sanguineo, es ejercida por las proteínas, es de menor valor que la Ph del capilarEn la cápsula tendremos: Ph de la CB:18 mmHg., esta fuerza se ejerce hacia el capilar, por lo tanto retiene agua en el capilar.PoCb: la presión oncótica es ejercida por las proteínas, pero el ultrafiltrado al no poseer casi proteínas posee una presión oncótica baja, o sea es despreciable, en general puede aparecer pero con valores 0.5 mmHg.Presión de filtración neta en la zona aferente: 10 mmHg.

Todo esto último se puede usar para reemplazar la fórmula de la TFG, todo lo que se necesita es hacer una sumatoria de todas estas fuerzas,

Phc-Poc-PhCB=Phc-(Poc+PhCB).

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La diferencia entre estas fórmulas es la Constante de filtración Kf la cual está integrada por la capacidad de permeabilidad de la membrana x el área de la membrana.Para poder omitir esta constante lo que se puede hacer (para los cálculos) es tomar un área del capilar glomerular, del que ya se conoce la permeabilidad, y tomar un segmento donde la permeabilidad, por el área de ese segmento me de un valor 1, de manera que este se pueda omitir(o despreciar), para así simplificar está ecuación, de modo que la TFG efectiva nos quedaría como en la fórmula que planteamos con las presiones.

La sangre que va circulando por el glomérulo, obviamente no está estática, sino que se desplaza, desde la zona aferente, hacia la eferente, luego obviamente pasa a la arteriola eferente y va a circulación, por lo que tambien podemos analizar las presiones en la zona eferente del capilar glomerular:

Ph del capilar: 58mmHgPo del capilar:35 mmHgPh de la CB: 18 mmHgSiguiendo los mismo cálculos que en el ejemplo anterior la presión de filtración neta queda determina por :

58-(35+18): 5 mmHg

¿Por qué la diferencia entre un extremo y otro del capilar?

Esto se debe a que sale agua del capilar, a medida que la sangre avanza por el glomérulo, esto explica el descenso en la presión hidrostática capilar, ya que tenemos menos agua, además también explica el aumento de la presión oncótica capilar, ya que al haber menos agua en el capilar las proteínas aumentan su concentración dentro del capilar, lo que genera que las proteínas generen más fuerza.

Esto es el proceso de ultrafiltrado, a través de las fuerzas de starling, que las puede favorecer o no favorecer, por lo tanto si hacemos un gráfico en el que tenemos la a.aferente, luego el glomérulo y finalmente la arteriola eferente y se compara con el porcentaje de filtración, si partimos con el 100%. (no me acuerdo como era el gráfico…..alguien que lo haya dibujado en clase que lo dibuja porfa y lo pegue aquí)

La filtración ira cayendo a medida que nos acercamos a la zona de arteriola eferente, esto no quiere decir que cuando avanze no haya filtración si no que la filtración cae, esto es porque ya ha sido filtrada una parte en la primera zona, donde se pierde agua de la sangre lo que produce una concentración de las proteínas lo que hace caer la presión efectiva de filtración.(al aumentar la presión oncótica del capilar)

Finalmente podemos decir que la filtración ocurre a lo largo de todo el glomérulo, pero donde hay una mayor tasa de filtración es la zona más cercana a la arteriola aferente.

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Tenemos diferentes presiones de filtración efectiva dependiendo de la zona que observamos del glomérulo, la zona aferente tiene mayor presión de filtración que la zona eferente.

La presiones pueden variar y se pueden modificar las fuerzas de starling y podemos lograr esto modificando la resistencia de cualquiera de las dos arteriolas, recordar que donde se genera resistencia vascular es en las arteriolas, por lo tanto si aumentamos la resistencia de la a. aferente, el filtrado disminuye porque cae la presión hidrostática, y cuando esta cae no hay filtrado.

Como ya vimos cardiovascular, podemos preguntar esto de diferentes formas, si aumenta la distención, si aumenta la resistencia, que haya vasodiltación, pero todas son sinónimos.

Modificando la resistencia de a aferente o eferente podemos modificar el proceso de filtrado, favorecerlo o disminuirlo.

Estos puntos a nivel renal son los que generan la mayor caída de la presión arterial porque son estos los que generan los puntos de resistencia.

La arteriola eferente es la que genera mayor resistencia que la aferente, si las comparamos en fuerza.

Pregunta

Un paciente presenta una gasto renal FSR (flujo sanguíneo renal)( ¼ del gasto cardiaco). Para este paciente son 1200mL/min. De este volumen que llega por minuto si el paciente presenta un hematocrito de 45% se dice que el FPR (flujo plasmático renal) es 660mL/min. ¿Cómo llegamos a este número?, el flujo plasmático mide la cantidad de plasma, y dado que el hematocrito del paciente es un 45%, el plasma será el 55% de los 1200 mL/min, o sea 660mL/min.

La tasa de filtración de este paciente es normal, y equivale a 125mL/min, esto es lo que se filtra de plasma por minuto, ¿cuál será el porcentaje o fracción de filtración? De los 660mL de plasma por minuto que ingresan de estos solo se filtran 125mL, por lo tanto la fracción de esto es

TFG/FPR= 125/650 =18.9 casi 19, pero para términos didácticos se usa un 20 %.

Este 20% quiere decir que, el 20% del plasma que ingresa por minuto se filtra, el resto continua sin ser filtrado. Entonces tenemos otra pregunta ¿Cuánto tarda el organismo en filtrar el 100% del plasma? Tarda 5 minutos, ya que por cada minuto se filtra el 20 %, pero eso es solo la filtración del plasma ¿Cuánto tarda en filtrar toda la sangre? Se tarda aproximadamente 20 minutos porque es un ¼ del gasto cardiaco lo que llega al riñón por minuto.

El riñón por día filtra 180L de agua, y de esos 180 litros que se filtran solo 1 a 2 litros se eliminan como orina. Por lo tanto este sistema es extremadamente eficiente.

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Cuando un paciente tenga una insuficiencia, ya sea crónico o aguda, aguda tan simple como consumir un exceso de antiinflamatorios. el ibuprofeno es in anti inflamatorio, el que inhibe la síntesis de prostaglandinas las que son vasodilatadoras a nivel renal, por lo que si no están presente, en el riñón se genera vasoconstricción específicamente en la arteriola aferente, por lo tanto no hay filtrado, ni excreción de orina. Aquí el sistema simpático no es capaz de contrarrestar esto.

Esto ocurre también con el migranol, el que posee ergotamina, que hace lo mismo, como efecto rebote puede generar una vasoconstricción tan fuerte, en este caso a nivel cerebral que genera desmayos producto de la hipoxia, la ergotamina puede generar vasoconstricción tan fuerte que el ergotismo puede generar amputación de extremidades.

Del 20% que se filtra, más del 19% es reabsorbido, por lo que menos de un 1% es excretado como orina, el flujo sanguíneo renal (FSR) está dado por la ecuación Q= ΔP/R

El FSR es bastante importante para el riñón, no porque el riñón lo necesita, sino que lo usa para procesar todo el volumen sanguíneo, y no para nutrirse, por lo tanto este flujo sanguíneo determina la tasa de filtración glomerular, determina la modificación de los solutos, el agua que se pueda reabsorber, participa en la concentración y dilución de la orina, obviamente entrega nutrientes necesarios para el tejido renal, así como extrae los desechos del riñón, propios del metabolismo renal. Por lo tanto el FSr está involucrado tanto en la nutrición del riñón como en el procesamiento del líquido sanguíneo para el organismo.

El sistema simpático genera a través de la norepinefrina y la epinefrina vasoconstricción por medio de la activación de los receptores α1 esto disminuye el FSR por lo tanto disminuye la TFG.

La angiotensina II tiene preferencia por la arteriola eferente y al tener preferencia por esta la AII modifica el FSR lo intenta mantener en los parámetros normales, por otro lado las prostaglandinas son vasodilatadoras, principalmente de la a. aferente, por lo que su efecto es aumentar el FSR y por ende la TFG.

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En este esquema podemos ver esquematizada el porcentaje de resistencia de los distintos segmentos a nivel renal, podemos ver que la arteriola eferente tiene una mayor resistencia que la arteriola aferente.

En este otro recuadro podemos ver los efectos sobre el flujo sanguíneo de las distintas hormonas y autacoides.

Para medir el FSR, lo que se mide en verdad es la TFG, se usa una fórmula, llamada clearence, depuración o aclaramiento, este test para medir el funcionamiento del riñón es bastante simpel, la idea de este test es saber que lo que llega es igual a lo que sale, y se mide de la siguiente froma:

En base a esta fórmula de que entra = a lo que sale, puedo empezar a resolver esta fórmula y llegar a lo siguiente que es el aclaramiento de una sustancia que presenta una concentración determinad en la orina por el volumen de orina, todo esto partido por la concentración en plasma.

concentraciónurinaria x volumenurinarioconcentración plasmática

=clearence

Las características que debe tener esta sustancia para poder medir el efecto o función renal (TFG)es que debe:

Filtrar libremente el glomérulo: que pase por la mebana No se una a proteínas plasmáticas No se metabolice No se reabsorba en túbulos renales No se secrete en túbulos renales No afecte la función renal No sea tóxico Sea posible su detección en laboratorio clínico

La sustancia que cumple con estas condiciones es la INULINA, pero este carbohidrato no es sintetizado por nosotros, y el problema es que se debe administrar, por lo tanto el paciente DEBE estar hospitalizado por lo menos un día.

Se le inyecta una concentración determinada de inulina, luego se recolecta la orina para cuantificarla en orina. Este debería ser la forma en que se hace pero en verdad, esto es muy poco productivo, por lo que se usa la cretinina que es un marcador que lo genera el organismo y cumple casi todos los requisitos, excepto el punto de la secreción renal.

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Pero esta técnica también está quedando obsoleta por lo que ahora se está usando un nueva fórmula para medir la TFG que se llama Cockcroft-Gault, esta fórmula la gracia que tiene es que no necesita, medir la concentración de creatinina en orina.

Esta utiliza parámetros biomédicos, lo que presenta una ventaja con respecto a la anterior ya que esa no se puede utilizar para embarazadas u obesos mórbidos, tampoco en alterofilia, ya que la creatinina es un metabolito de la función muscular, por lo tanto no se puede utilizar en estos pacientes ya que saldría alterada.

Los datos que necesito entonces son: edad, peso, la creatinina por un factor de corrección y un factor que está

determinado por la raza(para anglosajones es 0.85 y para raza negra 1,2 al parecer)

La gracia de esto es que depende de la cantidad de creatinina en plasma, si esta aumenta la tasa de filtración se reduce, es un marcador bastante bueno, lo normal es 1-1,2(con 180L).

Pero si se aumenta solo un poco los valores de creatinina la tasa de filtración cae dramáticamente, esto es un marcador de insuficiencia renal. Mientras menos filtración tengamos más insuficiente es el riñón.

Según el profe, pero no está seguro parece, el rango de tolerancia es hasta 60L/día.

Otra condición para el aumento de la creatinina, y que no es patológica es la actividad física, este aumento es transitorio. Otra condición es el consumo de suplementos para la gente que hace pesas y que son ricos en creatinina, también los politraumatizados (llegan con los músculos molidos).

También podemos observar cual es el fPR del paciente para lo que se le administar ala paciaente el ácido para amino hipúrico PAH, la gracia de este es que filtra libremente pero el túbulo proximal lo secreta hacia el ultrafiltrado, por lo tanto aparte del 20% que filtra el 80% restante que continua por la sangre es secretado al nefrón y lo encontramos por ende en un 100 % en la orina, loque me va a determinar cuanto plasma llega al riñon.

El FPR puede caer en caso de existir estenosis de la arteria renal, si se estrecha la AR, ya sea unilateral o bilateral obviamente el Flujo hacia ese riñon va a disminuir y se puede medir por este ácido.

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Del 100% el riñón no usa todo para él, pero si utiliza un 10% de lo que le llega para su nutrición, entonces podemos obtener el flujo plasmático renal cuantificando el volumen producto de la administración de este ácido, pero este equivale solo al 90% ya que hay una subestimación por la irrigación propia del riñón, entonces para obtener el 100% dedo partir el FPR por 0.9 y se obtiene el 100%.

De este valor (FPR) puedo obtener FSR, si es que me sé el hematocrito, como ya dijimos el FPR es el equivalente al 55%(plasma), por lo que por medio de una simple regla de tres podemos obtener el 100% que sería el FSR. Y obtenemos la volemia al multiplicar esto por 4 (FSR= ¼ GC). Además por medio de la volemia podemos calcular el peso del paciente, ya que la sangre equivale al 8% del peso corporal.

Estudios de Clearence

Tenemos distintos tipos de estudio de las sustancia que van a pasar a través del riñón, por ejemplo hay sustancias que no se reabsorben ni secretan por lo tanto son totalmente excretadas, por ejemplo la inulina, otras que son totalmente reabsorbidas como la glucosa, que por lo tanto no debería estar en la orina, u otras que pueden ser parcialmente reabsorbidas o secretadas, por ejemplo el PAH o la penicilina (por eso es tan efectiva en los tratamiento de infecciones urinarias).

Mecanismo Reguladores FSR y TFG

El riñón presenta estos mecanismo propios, independientes del sistema endocrino que van a regular TFG y FSR,

Este mecanismo actúa frente a un estrés. En estrés la P° arterial aumenta, por lo que aumenta el flujo sanguíneo, lo que en el flujo sanguíneo renal aumenta, si aumenta el FSR va a aumentar TFG, y debiese aumentar la producción/excreción de orina, pero no es así.

Si aumenta la P°, y FSR no significa que iremos más veces al baño, un ejemplo es cundo hacemos ejercicio, lo que ocurre es que a nivel renal no se modifica FSR ni la TFG, dentro de un rango , entre 80mmHg -200mmHg.

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¿Cómo regula el riñón el FSR y TFG?

Esto se hace por medio de 2 mecanismos:

Mecanismo Miogénico: es donde actúa la musculatura lisa de la arteriola aferente, ya que ha aumentado el flujo, por lo que aumenta la P°, y se dilata, esta dilatación trae como consecuencia que se estimulen mecano receptores de la musculatura lisa que

hacen vasoconstricción, lo que limitan el flujo de sangre que llega al glomérulo, esto trae como consecuencia la regularización del flujo sanguíneo.

El aumento de la resistencia de la arteriola compensa el aumento de la presión, por ello el FSR y TFG se mantiene constante (FSR es constante si ΔP/R se mantiene constante).Puede que el flujo se eleve pero es transitorio ya que la arteriola aferente responde generando vasoconstricción.

Mecanismo de autorregulación: feed-back positivo o negativo.

Aquí actúa la mácula densa que se ubica en el túbulo distal que se caracteriza por sensar los niveles de cloruro de sodio, por ejemplo al

caer el TFG obviamente habrá menos reabsorción de soluto por lo que baja la concentración de solutos, la mácula detecta esto y manda una señal a la a. aferente la que genera vasodilatación permitiendo un mayor paso de sangre por lo que habrá una mayor TFG y la mácula densa nuevamente va sensar ese nivel y lo volverá a ajustar.

La mácula al detectar la baja concentración de cloruro de sodio secreta renina, angotensina y entre los dos genera una mayor resistencia de la a. aferente pero disminuye la resistencia de la eferente. Lo que aumenta el FSR y TFG.

Otro mecanismo es un feed-back negativo en donde por aumento de TFG la mácula densa lo detecta por la mayor concentración de soluto, la mácula densa responde generando una vasoconstricción de la arteriola aferente, si hay vasoconstricción de la arteriola aferente la TFG cae, por lo tanto el flujo e mantiene.

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Entre estos dos mecanismos, el miogénico y los feed-back, tanto negativo como positivo, el riñón es capaz de autorregular su FSR y TFG. Dentro de parámetros de 80mmHg-200mmHg. Si aumenta la presión arterial.