BLOQUE 1 - CAP 6 - TEMA 1. Filtración Glomerular

TEMA 1. FUNCIONES DE EXCRECIÓN. FILTRACIÓN GLOMERULAR
Filtración glomerular. Valoración de la función renal: tasa de filtración glomerular y flujo sanguíneo
renal. Regulación de la velocidad de filtración glomerular y del flujo sanguíneo renal.
1. OBJETIVOS
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Conocer las funciones del riñón.
Comprender el mecanismo de filtración en el glomérulo y las presiones que lo determinan.
Conocer los métodos utilizados para valorar la función renal.
Comprender los conceptos de aclaramiento, tasa de filtración glomerular y flujo plasmático renal.
Conocer los factores que regulan la función glomerular.
2. CONTENIDOS
2.1. Funciones del riñón
El riñón es un órgano vital para el mantenimiento de la homeostasis por las funciones que lleva a cabo.
Éstas se agrupan en tres categorías:
• Funciones reguladoras. El riñón interviene en el control de la osmolalidad y del volumen de líquidos
orgánicos, en el control del equilibrio electrolítico y en el control del equilibrio ácido-básico.
• Funciones excretoras. El riñón se encarga de eliminar los desechos del metabolismo y las sustancias
nocivas o extrañas para el organismo.
• Funciones endocrinas. En el riñón se producen hormonas con acciones muy diversas como la renina,
calicreína o el factor eritropoyético renal.
Para realizar estas funciones, la naturaleza ha diseñado un sistema de conductos integrado por capilares
sanguíneos y túbulos con un epitelio especializado, que se entremezclan de un modo característico
constituyendo la unidad funcional del riñón o nefrona. La estructura de la nefrona se representa en la figura 1-1.
Figura 1-1. Estructura de una nefrona (García-Sacristán, 1995, modificado).
En la nefrona ocurren tres procesos coordinados mediante los cuales se realizan las funciones renales: la
filtración del plasma sanguíneo, que ocurre en el glomérulo, en dirección a la cápsula de Bowman, la
reabsorción, o recuperación hacia la sangre de determinados componentes útiles al organismo, que tiene lugar
en los túbulos, y la secreción de aquellas sustancias que no han sido filtradas pero que deben ser excretadas, que
ocurre desde los túbulos hacia la sangre. En el presente capítulo se estudiará la filtración glomerular.
2.2. Filtración glomerular
En el interior del glomérulo, los capilares
sanguíneos se encuentran en estrecha relación con el
espacio de Bowman, que los envuelve para recoger los
componentes del plasma que atraviesan la barrera de
filtración hacia la cápsula de Bowman y el túbulo
contorneado proximal. Dicha barrera está formada por tres
capas: el endotelio capilar, la membrana basal y el epitelio
visceral (Fig. 1-2).
El proceso de filtración es selectivo y la
composición de líquido tubular inicial es un ultrafiltrado
del plasma, ya que los componentes celulares de la sangre
y las proteínas de peso molecular medio y alto son
retenidos, mientras que el agua y electrolitos se encuentran
en el túbulo en proporción casi idéntica a la del plasma. En
general, las partículas con un radio molecular mayor de 4
nm no son filtradas, mientras que las que tienen un radio
de 2 nm o menor se filtran sin problema. Además del
tamaño, la carga eléctrica de la molécula también influye
en su tasa de filtración. Las sustancias con carga positiva
se
filtran con mayor facilidad que aquellas en forma
Figura 1-2. Estructura de la pared capilar
neutra,
y éstas lo hacen, a su vez, más fácilmente que las
glomerular y presiones que determinan la
que presentan carga negativa. Se cree que esto es debido a
filtración (Cunningham, 2003).
la carga negativa de las glucoproteínas que forman parte de
la membrana basal glomerular, que repelerían a las moléculas de igual carga y atraerían a las de carga contraria.
Otros factores que influyen sobre el paso de la barrera de filtración son la forma de la molécula y su capacidad
de deformación.
Existen una serie de fuerzas que favorecen y otras que se oponen a la filtración de la sangre (Fig. 1-2).
Las que favorecen la filtración o el movimiento de agua y de los solutos a través de la pared del capilar
glomerular son la presión hidrostática de la sangre dentro del capilar (Pgc) y la presión oncótica del líquido
dentro del espacio de Bowman. Mientras que la primera fuerza es de gran importancia, la segunda carece de
ella, ya que normalmente las proteínas que se filtran son de bajo peso molecular. Por este motivo, la principal
fuerza que empuja al plasma para atravesar la barrera de filtración es la presión hidrostática del capilar
glomerular (Pgc). Las fuerzas que se oponen son la presión oncótica del plasma dentro del capilar glomerular
(πb) y la presión hidrostática en el espacio de Bowman (Pt). La presión de filtración neta (Pf ) representa la
diferencia entre la presión hidrostática capilar (que favorece la filtración) y la presión oncótica capilar y la
hidrostática del ultrafiltrado (que se oponen a la filtración) y se puede expresar como:
Pf = Pgc – (πb + Pt )
2.3. Valoración de la función renal: Tasa de filtración glomerular y Flujo sanguíneo renal
La presión de filtración neta varía a lo largo del recorrido de la sangre por el capilar glomerular, ya que gran
parte del plasma va saliendo mientras las proteínas plasmáticas van siendo retenidas. Además, al ir
disminuyendo el volumen plasmático en el interior del capilar, la presión hidrostática disminuye, aunque el
cambio es pequeño porque la arteriola eferente crea una resistencia. El resultado final es que la presión de
filtración tiende a disminuir a lo largo del recorrido del capilar y por ello, a efectos de cálculos, se utiliza una
presión de filtración promedio (Pf promedio).
Una de las maneras de valorar la función renal es la medida de lo que denominamos tasa de filtración
glomerular (TFG) o velocidad de filtración glomerular. Este parámetro puede ser expresado con la siguiente
fórmula:
TFG = Pf promedio * Kf
Kf representa el producto de la permeabilidad de la pared de filtración por su área superficial, y se
denomina coeficiente de ultrafiltración. En la práctica, realizar este cálculo resulta complicado, pero el conocer
la TFG es de gran importancia clínica. Por ello se utilizan métodos indirectos basados en el concepto de
aclaramiento.
El aclaramiento o depuración renal se define como la velocidad a la cual el plasma es liberado de una
sustancia. La ecuación matemática que lo expresa se basa en la ley del equilibrio de masas, que en este caso se
aplica diciendo que la cantidad de una sustancia que entra al riñón por la arteria renal tiene que ser igual a la
cantidad de dicha sustancia que sale por la vena renal más la que sale por los uréteres. Para el problema que nos
ocupa, que es el cálculo de la tasa de filtración glomerular, utilizaremos una sustancia que se filtre totalmente,
sin experimentar reabsorción ni secreción. De este modo, la cantidad de dicha sustancia que entre por la arteria
renal será igual a la que salga por la orina. Este requisito lo cumplen la inulina, una sustancia exógena que se
puede inyectar en el animal por vía intravascular y la creatinina, una sustancia endógena resultante del
metabolismo muscular, que en el perro no se reabsorbe ni se secreta. De este modo, debe cumplirse que:
Cx Px = Ox * V
Es decir, el volumen de plasma filtrado, o aclarado de una sustancia X por unidad de tiempo (Cx),
multiplicado por la concentración de X en el plasma (Px) debe ser igual a la concentración de dicha sustancia en
orina (Ox) multiplicada por el volumen de orina producido en ese tiempo. Despejando de esta ecuación Cx
obtendremos la fórmula del aclaramiento renal de una sustancia, que coincide con su tasa o velocidad de
filtración glomerular (TFG) cuando se cumplen los requisitos explicados para la inulina o la creatinina:
TFG = Cx = Ux * V
Px
Otro parámetro de interés en la valoración de la función renal es la medida del flujo plasmático renal
(FPR). Para medirlo se utiliza una sustancia que además de filtrarse se secrete, como es el caso del ácido paraaminohipúrico (PAH). Es una sustancia exógena, al igual que la inulina, que al llegar a los riñones es excretado
totalmente si llega a la vena renal, pero los mecanismos por los que alcanza el uréter incluyen la filtración y
secreción. Por lo tanto, se cumplirá la siguiente ecuación:
FPR = UPAH * V
PPAH
UPAH es la concentración en orina de PAH, V es el flujo de orina y PPAH es la concentración plasmática de
PAH. Es decir, el FPR coincide con el aclaramiento del PAH cuando lo administramos a concentraciones
plasmáticas bajas.
2.4. Regulación de la velocidad de filtración glomerular y del flujo sanguíneo renal
Para que las funciones del riñón puedan realizarse correctamente, la velocidad de filtración glomerular
debe mantenerse siempre constante, o dentro de unos límites considerados como fisiológicos,
independientemente de los cambios en la presión sanguínea sistémica o en el flujo sanguíneo renal. Para
conseguirlo, el organismo libera hormonas que regulan estos dos parámetros, como son la aldosterona, la
hormona antidiurética, el péptido natriurético auricular, las catecolaminas, los glucocorticoides o la
progesterona. Además, el riñón tiene la capacidad de influir sobre las condiciones sistémicas así como de
controlar la perfusión capilar glomerular por mecanismos intrínsecos.
2.4.1. Factores sistémicos
El riñón modula la presión y el volumen sanguíneo del organismo mediante el denominado Sistema
Renina-angiotensina-aldosterona, que se explica en la figura 1-3.
ESTÍMULO
Células yuxtaglomerulares
(↓ P.A :
Liberación NA
↓
Angiotensinógeno
RENINA
ANGIOTENSINA I
Na +)
Reabsorción
de Na+
Células
Aldosterona
renales
Reabsorción
de agua
Aumento de P.A.
Corteza
adrenal
ANGIOTENSINA II
Vasoconstricción
Catecolaminas
Ingestión
de agua
Centro de sed
SNC
Figura 1-3. Sistema Renina-angiotensina-aldosterona.
2.4.2. Factores intrínsecos
2.4.2.1. Reflejo miogénico
Las arteriolas glomerulares son capaces de responder a los cambios en la tensión de su pared, de modo
que cuando ésta aumenta se produce casi inmediatamente una constricción de la arteriola, y cuando disminuye la
tensión la arteriola se dilata. A este mecanismo de autorregulación del flujo sanguíneo renal y la velocidad de
filtración glomerular se le denomina reflejo miogénico.
2.4.2.2. Retroalimentación túbulo-glomerular
Diversos experimentos han demostrado que cuando aumenta la velocidad del flujo del fluido tubular a
nivel de la mácula densa, se produce una disminución en la velocidad de filtración del glomérulo de la nefrona
concreta de que se trate. De este modo se impide que se exceda la capacidad del túbulo para reabsorber líquidos
o solutos y se evita una pérdida excesiva de fluidos y solutos.