Filtración Glomerular

La filtración glomerular es el proceso en el que los riñones filtran la sangre en los glomérulos, eliminando desechos, exceso de agua y solutos, para formar la orina. Se mide mediante la Tasa de Filtración Glomerular (TFG), un indicador clave de la función renal.

TFG normal:

• Hombres: 90-120 mL/min/1.73 m².
• Mujeres: 80-110 mL/min/1.73 m².
• Disminuye naturalmente con la edad.

Factores que afectan la TFG:

1. Presión arterial: La hipertensión prolongada puede dañar los glomérulos.
2. Daño glomerular: Enfermedades como glomerulonefritis o diabetes la reducen.
3. Proteínas plasmáticas: Cambios en las proteínas alteran la presión oncótica y afectan la filtración.

Clasificación de la función renal según la TFG:

1. Etapa 1: TFG ≥ 90 (con daño renal visible).
2. Etapa 2: TFG 60-89 (daño leve).
3. Etapa 3: TFG 30-59 (daño moderado).
4. Etapa 4: TFG 15-29 (daño severo).
5. Etapa 5: TFG < 15 (insuficiencia renal, diálisis necesaria).

Importancia clínica

• Diagnóstico temprano: Detecta enfermedad renal antes de síntomas evidentes.
• Monitoreo: Control en enfermedades crónicas como diabetes o hipertensión.
• Ajuste de medicamentos: Importante para fármacos eliminados por el riñón.

Determinantes Control de la Hemodinamia Renal

El control de la hemodinamia renal regula el flujo sanguíneo renal (FSR) y la tasa de filtración glomerular (TFG), asegurando una función renal adecuada. Este equilibrio depende de factores locales, hormonales y sistémicos:

1. Autorregulación renal:

   • Mecanismo miogénico: Ajusta la vasoconstricción/vasodilatación en respuesta a cambios en la presión arterial.
   • Retroalimentación tubuloglomerular: Las células de la mácula densa detectan el sodio tubular y regulan el flujo glomerular.

2. Regulación hormonal y local:

   • Prostaglandinas (vasodilatación): Protegen el flujo renal en hipotensión.
   • Óxido nítrico: Mantiene la vasodilatación.
   • Angiotensina II: Vasoconstricción de la arteriola eferente para mantener la TFG en hipovolemia.
   • Péptidos natriuréticos (ANP/BNP): Incrementan la TFG favoreciendo la eliminación de sodio.
   • Endotelinas: Vasoconstrictores locales.

3. Sistema nervioso simpático:

   • Vasoconstricción de arteriolas durante estrés o hipovolemia, disminuyendo el flujo renal para conservar líquidos.

Presiones clave en la filtración

• Hidrostática glomerular: Fuerza que impulsa la filtración.
• Oncótica capilar: Resistencia a la filtración por proteínas plasmáticas.
• Hidrostática en la cápsula de Bowman: Oposición al flujo del filtrado.

Secreción y Reabsorción en los Segmentos Tubulares

La secreción y reabsorción en los segmentos tubulares de la nefrona son esenciales para mantener el equilibrio de líquidos, electrolitos y pH, regulando la composición de la orina. A continuación, un resumen por segmentos:

1. Túbulo contorneado proximal

• Reabsorción:
  • Agua y Na⁺ (65-70%): Siguiendo gradientes osmóticos.
  • Glucosa, aminoácidos y HCO₃⁻: Casi totalmente reabsorbidos.
• Secreción:
  • H⁺: Para regular el pH.
  • Sustancias exógenas: Fármacos y toxinas.

2. Asa de Henle

• Porción descendente: Reabsorbe agua, concentrando el filtrado.
• Porción ascendente: Reabsorbe Na⁺, Cl⁻ y K⁺, pero es impermeable al agua, diluyendo el filtrado.

3. Túbulo contorneado distal

• Reabsorción:
  • Na⁺ y Cl⁻ bajo regulación de aldosterona.
  • Ca²⁺ regulado por la hormona paratiroidea (PTH).
• Secreción:
  • H⁺ y K⁺ para la regulación del pH y balance de potasio.

4. Túbulo colector

• Reabsorción:
  • Agua regulada por ADH (aquaporinas).
  • Na⁺ influido por aldosterona y urea parcialmente para mantener el gradiente osmótico.
• Secreción:
  • H⁺ y K⁺ bajo control de aldosterona.

Resumen general

Estos procesos permiten al riñón regular la excreción de desechos, la conservación de agua y electrolitos, y el equilibrio ácido-base para mantener la homeostasis corporal.

Mecanismos de Transporte Activos y Pasivos

El transporte en los segmentos tubulares de la nefrona se realiza mediante mecanismos activos y pasivos que permiten la reabsorción y secreción de sustancias clave para mantener el equilibrio de líquidos, electrolitos y pH en el cuerpo.

Transporte Pasivo

No requiere energía (ATP) y ocurre a favor de un gradiente de concentración:

• Difusión simple: Movimiento de moléculas pequeñas o no polares (ej. O₂, CO₂) a través de la membrana celular.
• Difusión facilitada: Uso de canales o transportadores para mover solutos como glucosa y aminoácidos.
• Ósmosis: Movimiento de agua a favor del gradiente de concentración de solutos (principalmente Na⁺), regulada por hormonas como la ADH.

Transporte Activo

Requiere energía en forma de ATP para mover sustancias en contra de su gradiente de concentración:

• Transporte activo primario: Utiliza ATP directamente. Un ejemplo clave es la bomba Na⁺/K⁺-ATPasa, que transporta Na⁺ fuera de las células y K⁺ hacia dentro, estableciendo gradientes esenciales para otros transportes.
• Transporte activo secundario (cotransporte/contratransporte): Usa el gradiente de Na⁺ generado por la bomba Na⁺/K⁺-ATPasa.
  • Cotransporte (symport): Ejemplo: Na⁺ cotransportado con glucosa o aminoácidos en el túbulo proximal.
  • Contratransporte (antiport): Ejemplo: Intercambio de H⁺ por Na⁺ para regular el pH.
• Endocitosis: Captación de moléculas grandes, como proteínas, mediante vesículas. Ejemplo: Reabsorción de proteínas pequeñas en el túbulo proximal.

Depuración Renal.

La depuración renal es un proceso que mide la capacidad del riñón para eliminar sustancias del plasma sanguíneo y excretarlas en la orina. Es un indicador clave de la función renal y se utiliza para evaluar la tasa de filtración glomerular (TFG), la eficiencia de reabsorción y secreción tubular, y el manejo de medicamentos. La fórmula de la depuración renal es:

DX=(UX⋅V)PXD_X = \frac{(U_X \cdot V)}{P_X}DX​=PX​(UX​⋅V)​

donde:

• Dₓ es la depuración de la sustancia X (mL/min),
• Uₓ es la concentración urinaria de la sustancia X (mg/mL),
• V es el volumen de orina excretado por minuto (mL/min),
• Pₓ es la concentración plasmática de la sustancia X (mg/mL).

Existen varios tipos de depuración según la sustancia:

1. Sustancias filtradas sin reabsorción ni secreción, como la inulina, cuya depuración refleja directamente la TFG.
2. Sustancias filtradas con reabsorción, como la glucosa, cuya depuración es menor que la TFG porque se reabsorbe casi completamente.
3. Sustancias filtradas con secreción, como el PAH, cuya depuración es mayor que la TFG porque incluye la filtración y secreción tubular.
4. Sustancias que no se filtran ni se excretan, como las proteínas grandes, cuya depuración es cero.

Los factores que afectan la depuración renal incluyen la TFG, la reabsorción y secreción tubular, el flujo sanguíneo renal, y las características de la sustancia. La depuración renal es esencial para evaluar la función renal, el manejo de fármacos y el diagnóstico de enfermedades renales.

Equilibrio Hídrico.

El equilibrio hídrico es el balance entre la cantidad de agua que entra y sale del cuerpo, esencial para mantener la homeostasis. Este equilibrio depende de la ingesta de agua (a través de líquidos, alimentos y producción metabólica) y la pérdida de agua (por orina, transpiración, evaporación y heces).

Regulación del equilibrio hídrico:

1. Sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA):

   • La aldosterona aumenta la reabsorción de sodio y agua en los riñones, ayudando a conservar agua y aumentar la presión sanguínea.

2. Hormona antidiurética (ADH):

   • Regula la reabsorción de agua en el riñón. Cuando el cuerpo está deshidratado, la ADH aumenta, permitiendo la reabsorción de más agua y concentrando la orina.

3. Sed:El centro de la sed en el cerebro se activa cuando el cuerpo necesita agua, impulsando la ingesta de líquidos.

4. Balance de electrolitos: El sodio (Na⁺) regula el movimiento de agua entre los compartimentos corporales y es crucial para el equilibrio hídrico.

Desequilibrios:

• Equilibrio hídrico negativo (deshidratación):
  Ocurre cuando la pérdida de agua excede la ingesta, lo que puede causar síntomas como fatiga, confusión y presión arterial baja.

• Equilibrio hídrico positivo (hiperhidratación):
  Sucede cuando la ingesta de agua supera la pérdida, lo que puede diluir los electrolitos y causar hiponatremia (bajo nivel de sodio).

Mecanismos de concentración y dilución de orina.

Los mecanismos de concentración y dilución de la orina en los riñones permiten regular el volumen y la concentración de agua en el cuerpo, manteniendo el equilibrio hídrico.

Concentración de la orina:

• Asa de Henle: En el brazo descendente, el agua se reabsorbe pasivamente, mientras que en el brazo ascendente, se reabsorben activamente solutos como Na⁺, Cl⁻ y K⁺, sin que el agua los siga, creando un gradiente de concentración en la médula renal.
• Túbulo colector: Cuando el cuerpo necesita conservar agua (deshidratación), la ADH aumenta la permeabilidad al agua en el túbulo colector, permitiendo la reabsorción de agua y la concentración de la orina.

Dilución de la orina:

• Asa de Henle: La reabsorción activa de solutos sin agua en el brazo ascendente crea un gradiente osmótico que favorece la dilución de la orina.
• Túbulo distal y colector: En presencia de baja ADH (por hiperhidratación), el agua no se reabsorbe en el túbulo colector, lo que mantiene la orina diluida.

Regulación hormonal:

• La ADH regula ambos procesos. Cuando el cuerpo está deshidratado, la ADH aumenta la reabsorción de agua, concentrando la orina. En casos de exceso de agua, la ADH disminuye, permitiendo la excreción de orina diluida.

Equilibrio ácido/base.

El equilibrio ácido-base en el sistema urinario es crucial para mantener el pH sanguíneo dentro de un rango adecuado (7.35-7.45), evitando alteraciones que puedan afectar las funciones biológicas. Los riñones regulan este equilibrio mediante varios mecanismos que implican la excreción de iones hidrógeno (H⁺) y la reabsorción de bicarbonato (HCO₃⁻).

Mecanismos clave en el sistema urinario:

1. Secreción de iones H⁺:
   Los riñones secretan H⁺ en los túbulos renales, especialmente en el túbulo proximal y el túbulo distal, para reducir la acidosis. Estos H⁺ se excretan en la orina.

2. Reabsorción de bicarbonato (HCO₃⁻):
   Los riñones reabsorben bicarbonato en el túbulo proximal, ayudando a neutralizar los iones H⁺ en la sangre y mantener el pH estable. En acidosis, los riñones aumentan la reabsorción de HCO₃⁻.

3. Excreción de ácidos titulables y amoníaco (NH₃):
   Los riñones también excretan amoníaco (NH₃) en el túbulo distal para neutralizar H⁺ y facilitar su excreción en forma de amonio (NH₄⁺). Este proceso ayuda en situaciones de acidosis crónica.

4. Producción de bicarbonato:
   Los riñones producen bicarbonato como parte de la secreción de H⁺. Por cada H⁺ secretado, un bicarbonato es liberado a la sangre, ayudando a mantener el equilibrio ácido-base.

Regulación hormonal:

• Aldosterona: Estimula la secreción de H⁺ en el túbulo distal y colector, ayudando a reducir la acidosis.
• Angiotensina II: Aumenta la secreción de H⁺ en el túbulo proximal, contribuyendo a la corrección de la acidosis.

Mecanismos renales para la regulación del PH.

Los riñones juegan un papel crucial en la regulación del pH sanguíneo para mantener el equilibrio ácido-base, asegurando que el pH se mantenga dentro de los valores normales (7.35-7.45). Para lograr esto, los riñones utilizan varios mecanismos:

1. Secreción de iones hidrógeno (H⁺): Los riñones secretan H⁺ a través de los túbulos proximales, distales y colectores. Este proceso ayuda a eliminar el exceso de H⁺ en el cuerpo, lo que reduce la acidosis.

2. Reabsorción de bicarbonato (HCO₃⁻): En el túbulo proximal, los riñones reabsorben bicarbonato (HCO₃⁻), lo que neutraliza los H⁺ en la sangre. Este proceso se intensifica en condiciones de acidosis, ayudando a restaurar el equilibrio ácido-base.

3. Excreción de amoníaco (NH₃): Los riñones también excretan amoníaco (NH₃), producido a partir de la glutamina en el túbulo proximal. El amoníaco se combina con H⁺ para formar amonio (NH₄⁺), que se excreta en la orina, ayudando a eliminar H⁺ sin alterar los niveles de bicarbonato.

4. Producción de bicarbonato (HCO₃⁻): Por cada H⁺ secretado, los riñones producen y liberan bicarbonato a la sangre, lo que contribuye a neutralizar el exceso de acidez, especialmente durante la acidosis metabólica.

5. Regulación hormonal:

   • Aldosterona: Estimula la secreción de H⁺ en el túbulo distal, ayudando a reducir la acidosis.
   • Angiotensina II: Aumenta la secreción de H⁺ en el túbulo proximal, contribuyendo también a la corrección de la acidosis.

Equilibrio electrolítico y no electrolítico.

El equilibrio electrolítico y el equilibrio no electrolítico son fundamentales para mantener la homeostasis y asegurar que las funciones corporales se realicen de manera adecuada.

Equilibrio electrolítico:

Este equilibrio regula la concentración de electrolitos (iones cargados) en el cuerpo, que son esenciales para funciones como la transmisión nerviosa, la contracción muscular y el mantenimiento del volumen de los líquidos corporales. Los principales electrolitos son:

• Sodio (Na⁺): Regula el volumen de líquidos y es crucial para la función nerviosa y muscular.
• Potasio (K⁺): Regula el funcionamiento celular y es esencial para la transmisión de impulsos nerviosos y contracción muscular.
• Calcio (Ca²⁺): Implica contracción muscular, coagulación sanguínea y función ósea.
• Cloro (Cl⁻): Mantiene el equilibrio de líquidos y contribuye al sistema digestivo.
• Bicarbonato (HCO₃⁻): Ayuda a mantener el pH sanguíneo estable.

Regulación del equilibrio electrolítico:

1. Riñones: Filtran, reabsorben y excretan electrolitos según las necesidades del cuerpo.
2. Hormonas:
   • Aldosterona: Regula la reabsorción de sodio y la excreción de potasio.
   • Parathormona (PTH): Regula los niveles de calcio y fósforo.
   • Hormona antidiurética (ADH): Regula el equilibrio de agua, afectando indirectamente la concentración de electrolitos.
3. Sistemas de tampones: Como el bicarbonato, que mantiene el pH sanguíneo estable.

Equilibrio no electrolítico:

Este equilibrio se refiere a la regulación de sustancias no iónicas, pero igualmente esenciales, como:

• Glucosa: Su regulación asegura que las células reciban energía. Insulina y glucagón controlan sus niveles.
• Proteínas: Mantienen la presión osmótica y el transporte de sustancias, especialmente la albumina.
• Ácidos y bases: El equilibrio ácido-base mantiene el pH en rangos adecuados para la función celular.
• Lípidos: Involucrados en el almacenamiento de energía, la síntesis hormonal y la formación de membranas celulares.
• Agua: Aunque no es un electrolito, su regulación es clave para el equilibrio de solutos, lo que afecta la concentración de electrolitos y no electrolitos.

Regulación del equilibrio no electrolítico:

1. Riñones: Regulan agua, glucosa, proteínas y otros solutos.
2. Hormonas:
   • Insulina y glucagón: Controlan los niveles de glucosa en sangre.
   • ADH: Regula la cantidad de agua reabsorbida en los riñones, afectando la concentración de solutos.
3. Absorción intestinal: Participa en la regulación de nutrientes no electrolíticos como la glucosa y las grasas.

Regulación osmótica y oncótica.

Regulación osmótica:

Se refiere al control de la concentración de solutos (como sodio, potasio y otros iones) y agua en el cuerpo. La osmolaridad es la concentración total de solutos, y el agua se mueve entre los compartimentos corporales (intracelular y extracelular) por osmosis: el agua se desplaza del área con menor concentración de solutos hacia el área con mayor concentración para equilibrar la concentración de solutos.

Mecanismos clave:

1. Hormona antidiurética (ADH): Regula la reabsorción de agua en los riñones, aumentando la cantidad de agua retenida cuando el cuerpo está deshidratado o hay alta osmolaridad sanguínea.
2. Centro de la sed: Detecta cambios en la osmolaridad sanguínea y estimula la sensación de sed para que la persona ingiera líquidos y restaure el equilibrio osmótico.

Regulación oncótica:

La presión oncótica es la presión ejercida por las proteínas plasmáticas (especialmente la albúmina) que no pueden cruzar fácilmente las membranas capilares. Esta presión atrae agua hacia el interior de los vasos sanguíneos, ayudando a mantener el volumen de sangre dentro de los vasos y evitando que el agua se escape hacia los tejidos.

Mecanismos clave:

1. Proteínas plasmáticas: La albúmina es la principal proteína que mantiene la presión oncótica. Si hay niveles bajos de proteínas plasmáticas, la presión oncótica disminuye, lo que puede causar que el agua se acumule en los tejidos (edema).
2. Riñones: Regulan la cantidad de agua y proteínas en el cuerpo, influyendo en la presión oncótica y la distribución de los líquidos.

Función hormonal renal y extrarrenal.

La función hormonal renal y extrarrenal desempeña un papel crucial en la regulación de diversos procesos fisiológicos que afectan la homeostasis corporal, como la presión arterial, el equilibrio de líquidos y electrolitos, la producción de glóbulos rojos y el metabolismo de minerales.

Hormonas Renales:

1. Renina: Secretada por los riñones en respuesta a baja presión arterial o bajo sodio. Inicia el sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA), que regula la presión arterial y el volumen de líquidos.

2. Angiotensina II: Vasoconstrictor potente que eleva la presión arterial y promueve la liberación de aldosterona y ADH, lo que aumenta la retención de sodio y agua.

3. Aldosterona: Promueve la reabsorción de sodio y agua en los riñones, elevando la presión arterial y favoreciendo la excreción de potasio.

4. Hormona antidiurética (ADH o vasopresina): Aumenta la reabsorción de agua en los riñones, concentrando la orina y ayudando a conservar agua en situaciones de deshidratación.

5. Eritropoyetina (EPO): Estimula la producción de glóbulos rojos en la médula ósea en respuesta a bajos niveles de oxígeno en sangre.

6. Calcitriol (vitamina D activa): Regula el calcio y el fósforo en la sangre y los huesos, aumentando la absorción intestinal de calcio y fósforo.

7. Prostaglandinas: Modulan el flujo sanguíneo renal, la filtración glomerular y la respuesta inflamatoria en el riñón.

Hormonas Extrarrenales:

1. Insulina: Regula los niveles de glucosa en sangre y puede influir en la reabsorción de glucosa en los riñones.

2. Glucagón: Aumenta los niveles de glucosa en sangre, afectando indirectamente el metabolismo de líquidos y electrolitos.

3. Cortisol: Estimula la retención de sodio y agua y la excreción de potasio, afectando la presión arterial.

4. Adrenalina: Vasoconstrictor que puede reducir el flujo sanguíneo renal y la filtración glomerular en situaciones de estrés.

5. Parathormona (PTH): Regula el calcio y fósforo, promoviendo la reabsorción de calcio en los riñones y la excreción de fósforo.

6. Prolactina: Estimula la producción de leche y puede influir en la filtración glomerular y otros aspectos de la función renal durante el embarazo.

Fisiología de las vías urinarias.

La fisiología de las vías urinarias implica la producción, almacenamiento y eliminación de orina para mantener la homeostasis del cuerpo, regulando el equilibrio de líquidos, electrolitos y desechos metabólicos.

1. Riñones: Filtran la sangre en los glomérulos, formando el filtrado glomerular que pasa a los túbulos renales. Aquí, se reabsorben sustancias esenciales (agua, glucosa, sodio) y se secretan otras (como potasio y ácido). Finalmente, se forma la orina, que se recoge en los túbulos colectores y se transporta hacia los uréteres.

2. Uréteres: Transportan la orina desde los riñones a la vejiga urinaria mediante movimientos peristálticos. Disponen de válvulas anti-reflujo para evitar el retroceso de la orina hacia los riñones.

3. Vejiga Urinaria: Almacena la orina hasta que se activa el reflejo miccional, que provoca la contracción de la vejiga y la relajación de los esfínteres uretrales, lo que permite la eliminación de la orina.

4. Uretra: Conduce la orina desde la vejiga al exterior durante la micción, controlada por los esfínteres uretrales (voluntario e involuntario).