FILTRACIÓN GLOMERULAR Y FLUJO SANGUÍNEO RENAL

LA FUNCIÓN RENAL
1.FILTRACIÓN GLOMERULAR
Miryam Romero, MSc., PhD.
Profesora de Fisiología
Departamento de Ciencias Fisiológicas
UNIVERSIDAD DEL VALLE
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LA FUNCIÓN RENAL
Las acciones coordinadas de los diferentes segmentos
del riñón determinan la cantidad de una sustancia que
aparece en la orina. Estas acciones representan tres
procesos generales:
1. Filtración glomerular.
2. Reabsorción de la sustancia desde el fluido
tubular a sangre.
3. Secreción (en algunos casos) de la sustancia
desde la sangre hacia el fluido tubular.
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FILTRACIÓN GLOMERULAR
Es el primer paso en la formación de orina por
parte de los riñones. En este capítulo se
tratarán los siguientes tópicos:
1. Composición del ultrafiltrado de plasma y
determinantes de esa composición: barrera
de filtración (endotelio capilar, membrana
basal, ranuras de los podocitos). Pasan
sustancias discriminadas por tamaño y
carga.
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2. Dinámica de la filtración:
Fuerzas de Starling (presiones
hidrostáticas y oncóticas) promueven
el movimiento de fluido desde el
capilar glomerular hacia el espacio
de la cápsula de Bowman.
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3. El flujo sanguíneo renal (RBF) y su relación con
la tasa de filtración glomerular (GFR):
Autoregulación de la GFR y del RBF por ajuste
de la resistencia vascular (en arteriola aferente)
en respuesta a cambios en la presión arterial:
Mecanismo miogénico: responde a cambio de
la presión arterial.
Retroalimentación túbulo glomérulo: responde
a cambios en la concentración de NaCl a nivel
de aparato yuxtaglomerular, en células de la
mácula densa.
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4. Regulación del flujo renal y de la tasa de
filtración glomerular:
Otros factores y hormonas como Nervios
simpáticos, angiotensina II, prostaglandinas,
NO, endotelina, bradikinina y adenosina.
5. Depuración renal: medición de la tasa de
Filtración glomerular (GFR) y del Flujo
plasmático renal (RPF).
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1. Composición del ultrafiltrado y los determinantes de
su composición: La filtrabilidad depende de la carga eléctrica y del
tamaño de la partícula filtrada; el filtrado no contiene proteínas cuyo coeficiente
de reflexión básicamente es 1.
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La filtrabilidad depende de la carga de la
barrera glomerular
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2. Dinámica de la filtración: Fuerzas de Starling
que afectan la ultrafiltración
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Fuerzas de Starling y presión neta de filtración a lo
largo del capilar glomerular
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La tasa de filtración glomerular es proporcional a la suma
de las fuerzas de Starling que existen a través de los
capilares [(PC-PB)] – [( C- B multiplicado por el
coeficiente de ultrafiltración Kf:
FG= Kf [(PC-PB)] – [(
C- B)]
Kf: es el producto de la permeabilidad intrínseca del
capilar glomerular y el área de la superficie glomerular
disponible para filtración. Kf en capilares glomerulares es
100 más alta que la de los capilares sistémicos. Es una
razón importante que explica que la tasa de filtración
glomerular sea considerablemente mayor que la filtración
en capilares sistémicos. También la presión hidrostática en
el capilar glomerular es aprox. 2 veces la de los capilares
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sistémicos.
Perfil de presiones a lo largo de los vasos renales
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La tasa de Filtración glomerular FG puede alterarse por cambios en
el Kf o en cualquiera de las fuerzas de Starling. En sujetos
normales y bajo condiciones fisiológicas, la FG se regula
primordialmente por alteraciones en la PG, proceso que es
mediado principalmente por cambios en la resistencia arteriolar
glomerular. PG se afecta de tres maneras:
1. Cambios en la resistencia arteriolar aferente: una caída en
resistencia aumenta PG y un aumento en la resistencia
disminuye la PG y la FG.
2. Cambios en la resistencia arteriolar eferente: Una caída en la
resistencia reduce PG y la FG mientras que un aumento, eleva
PG y FG.
3. Cambios en la presión arteriolar renal: Un incremento en
presión sanguínea aumenta transitoriamente PG, que a su vez
aumenta FG y una disminución en la presión sanguínea,
disminuye PG y FG.
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Condiciones Patológicas y drogas que pueden afectar la
Tasa de Filtración Glomerular
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3. El flujo sanguíneo renal (RBF) y su relación
con la tasa de filtración glomerular (GFR).
En sujetos normales, el flujo sanguíneo a los riñones (~ 1.25 L/min)
es igual al 25% del gasto cardíaco a pesar de que aquellos órganos
representan sólo el 0.5% del peso del cuerpo.
Varias funciones importantes del flujo sanguíneo renal:
1. Determina indirectamente la tasa de FG.
2. Modifica la tasa de reabsorción de soluto y agua en túbulo
proximal.
3. Participa en la concentración y dilución de la orina.
4. Entrega oxígeno, nutrientes y hormonas a las células del nefrón
y retorna a la circulación general el CO2 y el fluido y los solutos
reabsorbidos.
5. Entrega sustratos para que sean excretados en la orina.
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Dependencia de
la Tasa de
filtración
glomerular (GFR)
del flujo
plasmático (RPF)
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La tasa de filtración glomerular en función del flujo
plasmático
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El flujo sanguíneo a través de un órgano puede ser representado
por la siguiente ecuación:
Q = P/R
En la que :
Q = flujo sanguíneo
P = presión arterial media menos presión venosa para ese órgano
R = resistencia del flujo a través del órgano
Para el caso del flujo sanguíneo renal (RBF) será:
RBF = presión aórtica – presión venosa renal
resistencia vascular renal
Principales vasos de resistencia en riñón son:
Arteriola aferente,
Arteriola eferente
Arteria interlobular
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Efectos de las resistencias arteriolares aferentes y eferentes
sobre flujo plasmático renal y la tasa de FG
Cambios recíprocos de resistencia en las arteriolas aferentes y eferentes
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El papel de las resistencias arteriolares aferente y eferente
sobre la presión y los flujos: efectos más reales sobre RPF y GFR en la
medida en que se cambia la resistencia de una de las arteriolas
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Autorregulación del flujo sanguíneo renal y de la tasa de
filtración glomerular
Este fenómeno
consiste en el
ajuste muy preciso
de la resistencia de
manera que flujo
sanguíneo y
filtración
glomerular
permanecen
constantes en un
rango de presiones
arteriales entre 90
y 180 mmHg.
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Dos mecanismos responsables de la Autorregulación del flujo
sanguíneo renal y de la tasa de filtración glomerular y
ambos regulan el tono de la arteriola aferente:
1. Responde a cambios en la presión arterial. Es un mecanismo
sensible a presión llamado Mecanismo miogénico, y está
relacionado con la propiedad intrínseca del músculo liso vascular: la
tendencia a contraerse cuando se estira. (RBF es constante si el
cociente P/R se mantiene constante).
2. Responde a cambios en la concentración de NaCl del fluído
tubular. Se conoce como Retroalimentación túbuloglomerular.
Este mecanismo involucra un círculo de retroalimentación en el cual
la [NaCl] tubular ( otros factores también: composición citosólica de
células de mácula densa, cambios en fluido intersticial que rodean
esas células o cambios en metabolismo) es percibida por el Aparato
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Yuxtaglomerular que afecta resistencia arteriolar aferente.
Retroalimentación túbulo-glomerular
El mecanismo efector
posiblemente es Adenosina que
es vasoconstrictor de arteriola
aferente. Pueden contribuir
también como vasoconstrictores
el ATP y metabolitos del ácido
araquidónico.
También óxido nítrico como
vasodilatador producido por
mácula densa y endotelio puede
jugar papel pero no es esencial
para autorregulación.
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Retroalimentación túbulo-glomerular
(continuación)
Tres puntos concernientes
a autorregulación:
1.La autorregulación está
ausente a presiones
menores de 90 mmHg.
2.Autorregulación no es
perfecta: RBF y FG
cambian ligeramente en
la medida en que la
presión arterial aumenta.
3.A pesar de la
autorregulación, FG y
RBF pueden cambiar en
condiciones apropiadas
por ciertas hormonas
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4. Regulación del flujo renal y de la tasa de
filtración glomerular:
Otros factores y hormonas como Nervios simpáticos, angiotensina II,
prostaglandinas, NO (óxido nítrico), endotelina, bradikinina y
quizás adenosina regulan el flujo sanguíneo renal y la tasa de FG
además del mecanismo de autorregulación.
Nervios simpáticos: inervan arteriolas aferente y eferente. El tono
simpático es muy bajo cuando el volumen efectivo circulante es
normal. Norepinefrina liberada por el simpático y la epinefrina
circulante secretada por adrenales, son vasoconstrictore, sobre todo
en arteriola aferente. Por eso reducen RBF y FG. Una reducción en
el volumen efectivo circulante o un fuerte estímulo emocional
como miedo y dolor, activan nervios simpáticos y reducen RBF y
FG.
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Angiotensina II:
Producida
sistémicamente.
En el riñón
produce
constricción de
arteriolas
aferente y
eferente y por
consiguiente,
disminuye RBF
y FG. Un
ejemplo de su
efecto ocurre en
hemorragia.
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Prostaglandinas: No regulan RBF o FG en individuos
normales en reposo. En situaciones patológicas, PGI2,
PGE2, se producen localmente en los riñones y aumentan
RBF sin cambio en FG. Las prostaglandinas contrarrestan
el efecto vasoconstrictor de nervios simpáticos y de
Angiotensina II. Esto es importante porque previene una
severa y dañina vasoconstricción e isquemia renal. La
síntesis de porstaglandinas se estimula por disminución de
volumen efectivo circulante (ECV) y estrés (cirugía,
anestesia), angiotensina II y nervios simpáticos.
Oxido Nítrico (NO): Un factor relajante derivado del
endotelio, juega importante papel vasodilatador en
condiciones basales y contrarresta vasoconstricción
producida por angiotensina II y catecolaminas.
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Ejemplos de interacciones de células endoteliales con músculo liso vascular y
células del mesangio.
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Principales hormonas y otros factores que ejercen una
influencia sobre la tasa de filtración glomerular GFR y el
flujo sanguíneo renal RBF
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Relación entre los
cambios selectivos
en la resistencia ya
sea de la arteriola
aferente ó de la
eferente sobre el
flujo sanguíneo
renal (RBF) y la
tasa de FG (GFR).
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FRACCIÓN DE FILTRACIÓN
FF = GFR = 0,2
RPF
RPF = (1-Hct).RBF = (1-0.4)1000 ml/min
RPF = 600 ml/min
GFR = 125 ml/min
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Los capilares peritubulares proporcionan
nutrientes para los túbulos y recogen el fluido que
los túbulos reabsorben
Los capilares peritubulares parten desde las arteriolas
eferentes de los glomérulos superficiales y de los
yuxtamedulares. Los capilares de los glomérulos
superficiales forman una red densa en la corteza, en tanto
que los provenientes de los glomérulos yuxtamedulares
siguen los túbulos hacia la médula y se conocen con el
nombre de Vasos rectos. Los capilares peritubulares tienen
dos funciones principales:
1. Aportan oxígeno y nutrientes a las células epiteliales.
2. Son responsables de capturar el fluido del espacio
intersticial que ha sido reabsorbido por los túbulos de
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los nefrones.
Las fuerzas de Starling que gobiernan la filtración
en otros lechos capilares se aplican también a los
capilares peritubulares, sólo que en este caso
dichas fuerzas favorecen la absorción.
La filtración glomerular previa a los capilares
peritubulares eleva la presión oncótica de la
sangre que entra a la red peritubular a 35 mmHg
aproximadamente, y hay una caída de la presión
hidrostática a 20 mm Hg por acción de la arteriola
eferente hacia los capilares peritubulares.
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Fuerzas a lo largo de capilares glomerulares y
peritubulares
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La presión de filtración a lo largo del capilar
glomerular
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La presión neta de absorción a lo largo del
capilar peritubular
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Efecto de la expansión de volumen sobre la
captura de líquido por capilares peritubulares
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