Conceptos de Función Renal

Conceptos de Función Renal
Dr. Duarte
La Nefrona
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La nefrona es la unidad funcional del riñón. Una nefrona es el conjunto formado por un elemento vascular, llamado glomérulo, y un sistema tubular. Cada riñón tiene aproximadamente entre 1 millón -­‐ millón y medio de nefronas. En esta unidad se dan todas las funciones renales: reabsorción de electrolitos, concentración renal, mecanismos de autorregulación, etc. El primer paso en este proceso es la filtración, la cual se da a nivel del glomérulo. Glomérulo
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Es un conjunto de capilares que se interponen entre la arteriola aferente y la eferente. Es el responsable de realizar el ultrafiltrado del plasma, el cual no posee elementos formes (eritrocitos y demás células sanguíneas). La membrana glomerular posee fenestraciones, podocitos y una membrana basal, sobre la cual pueden actuar algunas enfermedades, produciendo depósitos, y por ende dañando el proceso de filtración como tal. Por las fenestraciones sale el ultrafiltrado. La membrana basal glomerular esta compuesta por diferentes componentes: o sobre todo colágeno tipo IV. o Proteoglicanos (poseen carga negativa) o Laminina o Heparán sulfato o Nudógeno o Entactina La filtración, o no, de un elemento depende de: o El tamaño de las fenestraciones y de las partículas o Las cargas de la molécula. La membrana posee carga negativa, por lo que en condiciones normales evita la filtración de proteínas. Si hay un daño que genera la perdida de estas cargas, se empieza a dar proteinuria. Dinámica de la filtración glomerular
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Está determinada por las fuerzas de Starling, las cuales determinan un balance entre presiones hidrostáticas y presiones oncóticas, a ambos lados de la membrana. Es importante saber que la diferencia entre la parte arterial y la venosa, esta dada básicamente por el cambio en la presión hidrostática. El hecho de que a nivel de la parte arterial se favorezca la filtración y en la parte venosa predomine la absorción, viene determinado por esta fuerza hidrostática. La presión oncótica se mantiene constante porque va a estar dada por la cantidad de proteínas, que es igual en el lecho venoso y el arterial. Hay varios mecanismos que afectan la excreción urinaria de una sustancia: 1. Su filtración 2. Su reabsorción tubular, obvio entre más se reabsorba menos se excreta 3. Su Secreción tubular Entonces la formula de excreción urinaria de X sustancia seria: Excreción urinaria = Filtración Glomerular + secreción tubular – reabsorción tubular Ejemplos: − al día se filtran 180 gramos de glucosa. De esto se debe reabsorber un 100%. − Na: 25500 mmol/día se filtran y se debería reabsorber casi la totalidad (99%). − K: se filtran 20000 mmol/día, se reabsorbe un 99%. La cantidad de electrolitos filtrada es muy alta , esto hace que cualquier daño sobre estos mecanismos, nos lleve a una alta posibilidad de presentar un trastorno hidroelectrolítico. La reabsorción se puede dar por varios mecanismos: − A nivel paracelular: por ejemplo Calcio y Magnesio − A nivel transcelular: por medio de transportadores. − Por ósmosis: como el agua. La concentración adecuada para que se den correctamente estos mecanismos, depende en gran parte del gradiente generado por la bomba Na/K ATPasa. La filtración glomerular depende también del balance de presiones que tengamos (presión neta de filtración). La presión hidrostática, la cual es responsable en gran parte, va a estar dada por las presiones en la arteriola aferente y eferente, entonces la presión neta de filtración depende de la presión en estas estructuras. PNF: PHCG- PHCB-POCG
PHG= Presion hidrostática del capilar glomerular PHCB= Presión hidrostática de la capsula de Bowman POG= Presión oncótica del capilar glomerular (en teoría es la misma del plasma) Porqué en la fórmula no se incluye la presión oncótica de la capsula de Bowman? Por que en teoría no se deberían filtrar proteínas, entonces esta presión sería igual a 0. Normalmente estos valores son: PHG= 60 mmHg PHCB= 18 mmHg POG= 32 mmHg Entonces si aplicamos la fórmula (PNF= 60-­‐18-­‐32) nos da una PNF aproximadamente 10 mmHg è esta presión favorece la filtración glomerular. A nivel glomerular predominan las presiones que favorecen la filtración (PNF 10-­‐14 mmHg) mientras que a nivel tubular se favorece la reabsorción tubular (PNF: -­‐37 mmHg) Los factores que aumentan el tono de la arteriola aferente producen un descenso en la TFG, mientras que los que aumentan el tono de la eferente aumentan la TFG. Factores que aumentan el tono de la A. Factores que aumentan el tono de la A. aferente (caída en la TFG) Eferente (aumentan la TFG) − Catecolaminas − ANG II − ET1 − PAN − Adenosina − ATP Vasodilatación de la arteriola aferente − Oxido nítrico − Dopamina − Prostaglandinas − PAN Vasodilatación de la arteriola eferente − Oxido nítrico − Prostagladinas − Dopamina Todas estas hormonas van a llegar a afectar entonces la TFG. Transportadores a nivel renal
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Existen varios tipos: Transporte activo, por ejemplo la bomba NA/K ATPasa Transportadores determinados por gradientes de concentración (pasivos) por ejemplo de glucosa Contra-­‐transportes, por ejemplo el contra transportador Na/H+ relacionado con acidificación proximal y distal. Co-­‐transportes, por ejemplo el Na/HCO3, o Na/Glucosa Transporte determinado por gradiente de voltaje Balance túbulo glomerular
El balance túbulo glomerular esta directamente relacionado al sistema RAA. Todos los cambios dados en este sistema están dados a su vez por depleción o contracción del volumen circulatorio efectivo. Estos cambios en el VCE son sensados a nivel de la mácula densa, lo que desencadena a nivel de las células yuxtaglomerulares, la secreción de renina. Agua
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El agua se reabsorbe casi a lo largo de toda la nefrona. La mayor cantidad es reabsorbida a nivel proximal (65%) debido a que a este nivel también se reabsorbe gran cantidad de Na. La porción descendente del Asa de Henle es permeable al agua, mientras que la porción ascendente y la primera parte del túbulo distal es impermeable. En los tubulos colectores se reabsorbe el restante, mediado por ADH, que estimula la externalización de AQPs. o Para que se de una adecuada capacidad de concentración urinaria se requiere integridad de la ADH (la cual se produce en hipotálamo en núcleos SO y PV), que haya integridad de los receptores de ADH, que se de una adecuada externalización de AQP y también una médula renal hipertónica. o
Si falla la producción de ADH se da diabetes insípida de tipo central, mientras que si no hay respuesta a nivel renal, es diabetes insípida nefrogénica. Urea
La reabsorción se da principalmente a nivel del túbulo proximal. Proceso de acidificación
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Ya lo habíamos revisado, pero recordemos que el pH urinario representa <0.01% de los H+ secretados. La acidificación a nivel proximal esta dada por reabsorción del bicarbonato filtrado y a nivel distal es dado por el amonio. Mecanismo de contracorriente
Siempre se busca un equilibrio entre la porción descendente del asa de Henle (porción permeable al agua, impermeable a electrolitos) y la médula. Cuando el líquido tubular llega a la porción ascendente, se da reabsorción de electrolitos, ya que esta porción es impermeable al agua y permeable a los electrolitos. Al reabsorberse esos electrolitos, la tonicidad de la médula aumenta. El ciclo se repite, ingresa liquido a la porción descendente, que busca un equilibrio con la médula, y al llegar a la porción ascendente se encuentra con una médula con mayor tonicidad. Conforme se repite el ciclo, se van alcanzando mayores concentraciones, porque se van reabsorbiendo más electrolitos que van haciendo la médula más hipertónica. Debe haber un equilibrio entre la permeabilidad en la porción descendente, la permeabilidad de la porción descendente y la capacidad que tiene la porción ascendente de reabsorber los electrolitos. De que depende la tonicidad alcanzada en la médula? El principal determinante es la longitud del asa. Si recordamos en fisiología habíamos visto que el ratón del desierto tenia el asa larguísima y por eso llegaba a tener una médula muy hipertónica (hasta casi 3000 mOsm/kg según el libro de ulate). También influye la velocidad de flujo dentro del asa, si la velocidad de flujo es alta, el gradiente corticomedular disminuye. Mecanismo de contracorriente según libro de Fisiología Renal (Dr. Ulate)
El sistema m ultiplicador de contracorriente se llama así porque un efecto que ocurre a nivel del asa de Henle se ve multiplicado debido a este mecanismo. El efecto que se presenta en la rama ascendente se conoce como efecto único y consiste en la reabsorción activa (parte gruesa ascendente) o pasiva (parte ascendente delgada) de NaCl sin reabsorción concomitante de agua. La multiplicación se consigue por flujo en contracorriente ¿Qué quiere decir esto? En una primera etapa, toda el asa de Henle se llena de fluido con una osmolalidad de 300mOsm/kg. En la rama ascendente del Henle, comienza a trabajar el efecto único, que puede establecer un gradiente osmolar máximo de 200 mOsm/kg (entre lumen e intersticio, nivel horizontal). Los solutos que se reabsorben incrementan la osmolalidad intersticial y a su vez, se produce una disminución en la osmolalidad del fluido intratubular. En una segunda etapa, debe darse flujo dentro del asa ingresando en ella el fluido proveniente del túbulo recto proximal, que es isosmótico. A l descender el fluido, este se ira concentrando, pues la parte DDAH es permeable al agua, y a su alrededor, el intersticio está m ás concentrado debido al efecto único. En una tercera etapa, este liquido tubular concentrado pasa a la RAAH, y sobre él, trabajará el efecto único pero, en este caso, el gradiente de 200mOsm/kg se establecerá sobre un nivel superior al descrito inicialmente, lo que permite que el intersticio medular se concentre aún más. El fenómeno se repite continuamente hasta llegar a un máximo de 1200 mOsm/kg en la médula interna (papila). Pruebas de función renal
Básicamente nos importan dos: Nitrógeno Ureico y Creatinina. Hay que tomar en cuenta que estas mediciones son lo más práctico, sin embargo tiene cierto sesgo en distintas ocasiones. Por qué utilizamos la creatinina para evaluar función renal? En términos generales, la creatinina no tiene manejo tubular, por esto se usa como medidor de la TFG. Sin embargo, el nivel de creatinina también depende del metabolismo muscular, no podemos darle el mismo valor en un paciente adulto mayor sin masa muscular en comparación a un paciente de 30 años. Por otro lado, el nitrógeno ureico depende del aporte exógeno de purinas. Normalmente la TFG anda entre 100-­‐125 ml/min Qué es depuración? Cantidad de sangre que se limpia de una sustancia. Las unidades son ml/min. Es común cometer el error de deicr que es la cantidad de sustancia que se limpia, pero veamos q las unidades son de volumen. Fórmula de depuración para cualquier sustancia: 𝑈𝑐𝑟𝑥𝑉
𝑃𝑐𝑟
UCr: concentración urinaria de Creatinina V: flujo urinario PCr: Concentración plasmática de creatinina Se puede calcular con un volumen urinaria de 2 o 3 horas, sin embargo lo ideal es medir la depuración de las sustancias con una orina de 24h. Si no se puede, se realiza en menos tiempo y se extrapola. ¿Como hacemos para saber si una orina de 24 horas está bien recogida? Con la cantidad de Creatinina excretada. Es muy importante saberlo porque es común que los pacientes tomen mal la muestra. − Los hombres usualmente deberian excretar entre 18-­‐20 mg/kg de peso en 24 horas o por ejemplo un paciente de 70 kg deberia excretar entre 1260-­‐1400 mg/día. − En mujeres, al tener una menor masa muscular, van a tener menos excreción de creatinina: 15-­‐17 mg/kg de peso en 24 horas. o Por ejemplo, en una señora de 75 kilos de 50 años iria de 1125-­‐1275 mg/día. Entonces si esperamos que la paciente llegue con una orina de 24 horas con al menos 1 gramo de creatinina, y llega con una orina con 300 mg, debemos sospechar de que la muestra está mal tomada. Implicaria que no se recogio todo el volumen urinario, lo que nos daria el sesgo de TFG más bajas y va a subestimar excreciones de proteínas. PFR en Insuficiencia Renal
Muchas veces para definir si el paciente tiene IR o no, solo realizamos la relación entre NU/Cr, sin tomar en cuenta estos otros factores, y no es correcto tomar este valor tan a la ligera. Cuando se habla de lesión renal aguda siempre debemos catalogarla en si es renal, prerrenal o posrrenal. Con un nitrógeno ureico y creatinina normal, esta relación debe ser aproximadamente de 10:1. Prerrenal
Renal
Postrenal
Relación NU/ Cr
Osm Urinaria
Fracción excretada Na:
>20àorina concentrada
con volumen bajo.
<10
↑à riñón funcional
bajo <1
Normalàno funcional.
>1 à no tienen como
estimular el eje.
Tabla 1. PFR (tomada de la transcripción 2014) Volumen
Urinario
Bajo
Nl o disminuida
¿Por qué en un paciente deshidratado la relación NU/Cr aumenta y llega a 20:1 (relación prerrenal)?
Cuando hay una relación prerrenal (por ejemplo el paciente deshidratado) o una relación renal (por ejemplo el paciente con una pielonefritis crónica), ambas condiciones van a presentar una disminución en la TFG. Entonces si hay una disminución de la TFG, el NU y la Cr en sangre se acumulan (ambas suben de forma similar) pero en un riñón funcional, en el caso del paciente deshidratado, se busca una compensación en la caída de la filtración glomerular por la estimulación del SRAA, lo que lleva a reabsorción de Na, excreción de K, entre otros; y aumenta también la presión en la arteriola eferente, lo que lleva a un aumento de la TFG. En el paciente deshidratado (o con lesión renal en la que el riñón esta funcionante) se estimulan los siguientes mecanismos de compensación: −
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aumenta la secreción de ADH (que estimula la reabsorción de agua a nivel del túbulo colector) Se estimula la sensación de sed Estimulación del SRAA Se estimula el sistema simpático y la secreción de catecolaminas, que genera vasoconstricción de la arteriola aferente. A nivel renal proximal se estimula la reabsorción de Na. También aumenta la reabsorción de urea (la cual difunde libremente) esto lleva a que la concentración de NU aumente, generando así la relación prerrenal de NU/Cr cuando el riñón está funcional. En el paciente con IRC la relación NU/Cr siempre va a ser 10:1 porque los mecanismos de reabsorción tubular están dañados. Podemos tener un paciente con una azoemia prerrenal sin una relación prerrenal, por ejemplo en pacientes deshidratados se puede mantener esa relación 10:1, dado que el nivel de NU depende del metabolismo de las proteínas. En un paciente crónicamente enfermo que no se alimenta bien, no va a contar con un adecuando aporte exógeno de proeínas, por lo que el NU puede no subir, la relación se puede mantener 10:1, teniendo una causa prerrenal. Por otro lado, en un paciente con un SDA, el nitrógeno ureico en sangre aumenta por absorción de este a nivel gastrointestinal, sin que dependa directamente de una lesión renal. ¿Qué pasa si un paciente deshidratado se mantiene así por un periodo prolongado? Llega a desarrollar necrosis tubular aguda (NTA), la cual se manifiesta porque se puede modificar un poco la relación (dejando de ser una relación prerrenal) y principalmente porque deja de concentrar la orina (en un paciente deshidratado esperamos encontrar una orina muy concentrada) entonces el paciente deja de tener una insuficiencia renal aguda prerrenal y pasa a tener una NTA. Para medir la funcionalidad del riñón podemos utilizar la concentración urinaria y la fracción excretada de Na, si el riñón es funcional la orina va a ser concentrada y el Na urinario debería estar bajo. Porqué? Si estos mecanismos que vimos anteriormente están estimulados, esta aumentada la reabsorción de Na, pero en un riñón dañado todos estos mecanismos tubulares van a estar dañados, entonces no se afecta solamente la relación NU/Cr, si no que también la orina se diluye (con osmolaridad similar a la plasmática) y el Na urinario va a estar aumentado (FENa mayor a 2-­‐3%). ¿Cómo calculamos la FENa?
𝐷𝑒𝑝𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑁𝑎
𝑈𝑁𝑎/𝑃𝑁𝑎
= 𝑥100 𝐷𝑒𝑝𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝐶𝑟
𝑈𝐶𝑟/𝑃𝐶𝑟
Con una orina al azar se compara la depuración de Cr (que es la TFG) con la depuración del Na (multiplicado por 100 para que dé en forma de porcentaje). No se utiliza el volumen en la fórmula (como si se incluye en la formula original de depuración) porque el volumen es el mismo, entonces se cancela. Si el Na urinario está disminuido entonces obviamente la FENa va a estar baja. Con esto podemos diferenciar si estamos ante una azoemia prerrenal o una NTA. No es adecuado medir la excreción de Na como tal, por que es dependiente del volumen, es decir si la orina del paciente tiene un volumen bajo y esta muy concentrada, el Na urinario me va a salir alto, no quiere decir que la excreción de Na este aumentada. Por esto se utiliza la fracción excretada de Na. Recalcando, cuando hay NTA o IR de origen renal el volumen urinario va a estar aumentado, la concentración urinaria va a estar baja y la osmolaridad plasmática disminuida. Como usualmente no podemos medir la osmolaridad urinaria, se calcula con la densidad urinaria (va de 1005-­‐1025 aproximadamente). En NTA la densidad urinaria va a estar baja porque la orina esta diluida, mientras que en la azoemia prerrenal va a tender a estar más concentrada (densidad más alta). El Dr. Insiste en que estudiemos Nefro.