INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA NACIONAL

DE MEDICINA Y HOMEOPATÍA

NEFROUROLOGÍA

FISIOLOGÍA RENAL

9HM4MANZANO MARTÍNEZ HEBER GABRIELMIRANDA CASTILLO GIOVANNIPEÑALOZA OSORIO MARVYN ERICKRAMÍREZ PAZOS YUTZIL

Filtración glomerular, flujo sanguíneo renal y su control

Funciones homeostáticas del riñón equilibrio entre los ingresos (debidos a la ingestión y a la producciónmetabólica) y las salidas (debidas a la excreción oal consumo metabólico) lo mantienen en gran medida losriñones.

Excreción de productos metabólicos de desecho y sustanciasquímicas extrañas.• Regulación de los equilibrios hídrico y electrolítico.• Regulación de la osmolalidad del liquido corporal y de lasconcentraciones de electrolitos.• Regulación de la presión arterial.• Regulación del equilibrio acidobasico.• Secreción, metabolismo y excreción de hormonas.• Gluconeogenia.

Se hallan fuera del peritoneo y por delante de la undécima y duodécima costilla

Pesan 140-150 grs DiámetrosLongitud: 12 cm Anchura: 7-8 cm Espesor: 4 cm

8-10 pirámides renales

Irrigación renal

Arteria renal

Rama anterior Arterias segmentarias

Arterias interlobulares

Arterias arciformes

Arteria interlobulillares

Arteriola aferente

Arteriola eferente

Vasos rectos descendentes y

ascendentes

Rama posterior Ramas segmentarias

El riego aproximado es del 22% del gasto cardiaco o 1.100 ml/min

Nefrona unidad funcional del riñón

Cada riñón en el ser humano contiene alrededor de 800.000 a1.000.000 de nefronas, cada una capaz de formar orina

contiene: 1) un penacho de capilares (glomérulo)presión hidrostática de 60 mmHg cubierto por una capsula de bowman2) un túbulo

8 a 10 conductos colectores corticales se unen para formar un solo conducto colector mayor y se convierte en el conducto colector medular.

Nefronas corticales

Nefronas yuxtamedulares

Localizados en la corteza externa

Glomérulos se disponen en la profundidad de la corteza cerca de la medula

Asa de Henle cortas que penetran a una distancia corta en la medula

Asas de Henle grandes con recorrido medular

Micción micción es el proceso mediante el cual la vejiga urinariavacía cuando esta llena. Se realiza en dos pasos. 1) vejiga se llena progresivamente hasta que la tensión aumenta por encima de un umbral

2)reflejo nervioso, llamado reflejo miccional, que vacía la vejiga(reflejo medular autónomo) corteza cerebral o tronco del encéfalo

Inervación nervios pélvicos(segmentos S2 Y S3 • fibras nerviosas sensitivas

(distension pared)• motoras (parasimpáticos)

Nervios posganglionares (musculo detrusor)

fibras nerviosas somaticas (esfinter vesical externo)

Llenado de la vejiga y reflejo miccional

presiones maximas se denominan ondasde miccion en la cistometrografia y se deben al reflejomiccional.

iniciado por los receptores sensitivos de distensión en la pared de la vejiga (uretra posterior)

1) aumento rapido y progresivo de la presion,2) un periodo de presion mantenida 3) un retorno de la presion al tono basal de la vejiga.

llenado Presion

Sin orina 0 cm H20

30-50ml 5-10 cm H2O

200-300 ml 100 cm H2O

La formación de orina

resultado• filtrado glomerular

• reabsorción tubular• secrecion tubular

FG esta determinado por:

1) El equilibrio entre las

fuerzas hidrostaticas y coloidosmoticas

2) el coeficiente de filtración capilar (I<f), el producto de la

permeabilidad por el area superficial de filtro de los capilares.

Membrana capilar glomerular

Determinantes del FG

determinado por:

1) la suma de las fuerzas hidrostática y

coloidosmotica a través de la membrana glomerular, que da lugar a la presion de filtracion neta 2) Coeficiente de filtración capilar glomerular

Flujo sanguíneo renal

varon medio de 70 kg, el flujo sanguineo combinadoa traves de los dos rinones es de unos l.lOOml/min, o un22% del gasto cardiaco

los rinones consumen el doble de oxigeno que el encefalo, pero tienen casi siete veces mas flujo sanguíneo

Determinantes del flujo sanguíneo renal

determinado por el gradiente de presion a traves de los vasos renales

Control fisiológico de la filtraciónglomerular y del flujo sanguíneo renal

La mayor parte de la resistencia vascular renal reside enlas arterias interlobulillaresarterias aferentes arteriolas eferentescontrolada por el sistema nervioso simpatico,FG relativamente constantes entre los 80 y

170 mmHg de presion arterial, un proceso

llamado autorregulacion.

Autorregulación del FG y del flujo sanguineo renal

El FG es normalmente de 180 I/dia y la reabsorcion tubularde 178,51/dia, lo que deja 1,51/dia de liquido que se excretaen la orina.

mecanismo de retroalimentacion que acopla los cambiosen la concentracion de cloruro de sodio en la macula densa, control de la resistencia arteriolar renal.

control del FG: 1) retroalimentacion arteriolar aferente2) retroalimentacion arteriolar eferente.Estos mecanismos de retroalimentacion dependen de complejo yuxtaglomerularEl complejo yuxtaglomerular consta de las celulas de lamacula densa y las celulas yuxtaglomerulares (en paredes de las arteriolas aferentes y eferentes).

Formación de orina por los riñones. Procesamiento

tubular del filtrado glomerular

Reabsorción y secreción tubular

• Excreción urinaria : Filtrado glomerular – Reabsorción tubular

+ Secreción tubularFiltración: Filtrado glomerular x Concentración plasmática

Ej: Concentración de glucosa en plasma 1g /L

cantidad de glucosa que se filtra al día es de

• 180 L /día x 1 g /L es decir 180 g/dia

Como no se EXCRETA NADA DE GLUCOSA A ORINA 100% se reabsorbe

180 g/ dia

• Reabsorción y secreción tubular tiene Selectividad

• La REABSORCION TUBULARCOMPRENDE MECANISMOS PASIVOS Y ACTIVOS

Fuerzas hidrostáticas y

coloidosmoticas

Transporte activo primario y pasivo

12mEq 140 mEq

Transporte activo secundario

Secreción activa hacia los

túbulos

Túbulo PROXIMAL

• Pinocitosis: MECANISMO transporte activo absorber proteínas

• Transporte máximo de sustancias que se reabsorben de forma activa

Ej: Adulto : transporte máximo de glucosa es = 375 mg / min CARGA MAXIMA DE GLUCOSA ES DE 124 mg min (FG x glucosa

plasmática: 125 ml / min x 1mg/ml)

Exceso de glucosa no se reabsorbe y

pasa a orina

Algunas nefronas no tienen transp

máximo alto

Reabsorción

Reabsorción y secreción a lo largo de diferentes partes de la nefrona

Concentración y dilución de orina; regulación de la osmolaridad del líquido

extracelular y de la concentración de sodio

Los riñones excretan exceso de agua mediante la formación de orina diluida

• Los riñones normales cuando existe un exceso de agua y la osmolaridad esta reducida (50mOsm/l), el riñón excreta orina

• Cuando existe una deficiencia de agua y la osmolaridad del líquido extracelular esta elevada , el riñón puede excretar con una osmolaridad de 1,200 y 1.400 mOsm/l

Hormona antidiurética (vasopresina) controla la concentración de orina

• Osmolaridad aumenta por encima de lo normal

• Lóbulo posterior de la hipófisis secreta ADH

• Aumenta permeabilidad de agua a los túbulos distales y conductos colectores

• Se reabsorbe agua y disminuye el volumen urinario

• Exceso de agua y la osmolaridad se reduce

• Desciende la secreción de ADH

• Disminuye la permeabilidad

• Excreción de grandes cantidades de orina diluida

Mecanismos renales para excretar orina diluida

Liquido tubular continua isotónico en el túbulo proximal

• Túbulo proximal: Solutos y agua se reabsorben en igual proporción

• Liquido permanece isotónico respecto al plasma 300 mOsm/l

• Asa descendente de Henle el agua se reabsorbe por osmosis y el liquido tubular alcanza equilibrio con el liquido intersticial (hipertónico)

• El liquido va aumentando de concentración a medida que fluye a medula interna

Liquido se diluye en el asa descendente de Henle

• Se reabsorbe el sodio, potasio y cloro

• Es impermeable al agua

• El liquido que sale es hipoosmótico y 1/3 de la osmolaridad del plasma

Liquido tubular se diluye mas en los túbulos distales y colectores si no hay ADH

• Con la reabsorción adicional de solutos hace que el liquido tubular se diluya mas reduciendo la osmolaridad a 50mOsm/l

Los riñones conservan agua excretando una orina concentrada

• Cuando hay deficiencia de agua en el organismo el riñón excreta solutos mientras aumenta la reabsorción de agua y reduce el volumen de orina formado

• 1,200 a 1,400 mOsm/l

Volumen obligatorio de orina

• Un humano de 70kg debe ingerir unos 600 mOsm de soluto al día

• Si la cantidad máxima es de 1200 mOms/l

• El volumen que debe excretar será:• 600• 1200

=0.5 l/dia

Densidad especifica de la orina

• Rápida estimación de control de solutos en la orina

• Cuando mas es la concentración mayor es la densidad

• Es una medida de peso del soluto en un volumen dado de orina y por tanto esta determinada por el número y tamaño de moléculas de soluto

• 1,002 y 1,028 g/ml

Requisitos para una orina concentrada

• Concentración elevada de ADH

• Elevada osmolaridad del liquido del intersticio medular renal

• (proporciona un gradiente osmótico para absorber agua)

Mecanismo contracorriente da lugar a un intersticio medular renal hiperosmótico

• La osmolaridad del liquido intersticial en la medula renal es mayor y aumenta progresivamente 1,200-1,400 mOsm/l

• Una vez que se tiene gran concentración de solutos se mantiene una entrada y salida equilibrada de agua y solutos

• Concentración de solutos en la medula renal

• Transporte activo de iones sodio y cotransporte de iones potasio, cloro fuera de asa de Henle

• Trasporte de iones fuera de conductos colectores

• Difusión facilitada de urea al intersticio

• Difusión de pequeñas cantidades de agua desde túbulos hasta intersticio

Pasos implicados en la hiperosmolaridad del intersticio

La urea contribuye a la hiperosmolaridad del intersticio medular renal y la formación de orina concentrada

• Contribuye de un 40-50% de la osmalaridad (500-600 mOsm/l)

• La urea se reabsorbe de manera pasiva desde el túbulo

• Cuando hay deficiencia de agua y ADH alta la urea se reabsorbe

Mecanismo de urea

• En el asa de Henle ascendente, túbulo distal y colector cortical se reabsorbe poca urea ya que no es permeable

• A medida que el liquido tubular fluye hacia los colectores medulares se reabsorbe agua se eleva la concentración de urea y hace que se difunda fuera del túbulo

• Transportes de la urea UT-A1 y UT-A3

• UT-A3 se activa por la ADH lo que aumenta el trasnporte de urea

Intercambio por contracorriente en los vasos recotos conserva la hiperosmolaridad en la

medula renal

• A la medula le debe llegar flujo de sangre que cubra las necesidades metabólicas

• Características:• Flujo sanguíneo medular es bajo, pero ayuda

a minimizar la perdida de soluto• Vasos rectos sirven de intercambiadores por

contracorriente

Sistema de retroalimentación osmorreceptor-ADH

Neuroanatomía

Importancia de la sed en el control de la osmolaridad y la concentración de sodio en el líquido extracelular

• La ingestión de líquido esta regulada por el mecanismo de la sed que junto al mecanismo osmoreceptor –ADH , mantiene un control de la osmolaridd y de la concentración de sodio en el LEC

Centros de sed en el SNC

• La zona a lo largo de la pared anterovertebral del tercer ventriculo que favorece la liberación de ADH también estimula la sed

• A nivel anterolateral en el núcleo preóptico hay otra zona pequeña

• Las neuronas responde a las inyecciones de soluciones hipertónicas de sal estimulando la búsqueda de agua

• El aumento de la osmolaridad del LCR en el tercer ventrículo favorece la sed

• Umbral para beber: Cuando la concentración de sodio aumenta 2mEq/l activa el mecanismo de sed

Regulación de la excreción y concentración de potasio en el liquido extracelular

• Esta regulada en unos 4,2 mEq/l

• La insulina aumenta la captación de potasio por las células tras la comida

• La aldosterona aumenta la captación.• La mayor ingestion de potasio estimula la secreción de

aldosterona lo que que aumenta la captación de potasio

• Estimula B-adrenergico aumenta la captación (adrenalina)

Visión genereal de la excreción renal de potasio

• La filtración de potasio por los capilares glomerulares es de 756 mEq/día

• 65% del potasio filtrado se reabsorbe en el tubulo proximal

• 25-30% se reabsorbe en el asa de Henle (en la parte gruesa ascendente)

Las variaciones diarias en la excreción de potasio se debe a cambios en la secreción de

potasio en los túbulos distal y colector

• Con una ingestión normal de potasio de 100 mEq/dia, los riñes deben excretar unos 92mEq/día

• 31 mEq/día de potasio se secretan en los túbulos distal y colector lo que supone un tercio de potasio excretado

Secreción de potasio en las celulas principales de la porcion final del túbulo distal y del tubulo

colector distal

• Captación desde el intersticio hacia la célula por medio de la bomba sodio potasio ATP asa

• La bomba ATP asa sodio-potasio crea una concentración intracelular alta en potasio que proporciona fuerza impulsora para la difusión pasiva del potasio a la luz tubular

Las células intercaladas puede reabsorber potasio durante la perdida de potasio

• En circunstancias de perdida de potasio hay una reabsorción neta de potasio en la parte distal de los túbulos distales y colectores

• Por un mecanismo es un transporte ATP asa hidrógeno-potasio localizado en la membrana luminal

• El transportador reabsorbe el potasio que se intercambia por iones hidrogeno que se secretan a la luz tubular y el potasio después se difunde la membrana basolateral de la célula hacia la sangre

Control de excreción renal de calcio y la concentración extracelular de ion calcio

• Su concentración en el liquido extracelular es de 2,4 mEq/l

• Hipocalcemia: excitabilidad de células nerviosas y musculares aumenta mucho puede producir tetania hipocalcémica

• Hipercalcémia: deprime la excitabilidad neuromuscular y producir arritmias cardiacas

• En acidosis se une menos calcio a las proteínas plasmáticas

• Alcalosis: Se unen mas a proteínas son mas susceptibles a tetania

• 99% de calcio se almacena en el hueso, 1% en el liquido extracelular y 0.1% en liquido intracelular y orgánulos celulares.

• Concentración baja de calcio estimula liberación de PTH en paratiroides

• En hueso aumenta la reabsorción de células óseas y para liberar calcio al liquido extracelular

• PTH regula la concentración plasmática de calcio

• Estimula la resorción ósea

• Estimula la activación de la vitamina D, después incrementa reabsorción en el intestino

• Aumenta la reabsorción del calcio en el túbulo renal

Control de la excreción de calcio en los riñones

• El calcio se filtra y se reabsorbe en riñones pero no se secreta

• Excreción renal de calcio=calcio filtrado-calcio reabsorbido

• 50% de Ca esta ionizado y el resto unido a proteínas plasmáticas o formando completos con aniones como el fosfato

• 50% de Ca plasmático se filtra en glomérulo

• 99% del calcio filtrado reabsorbe en los túbulos• 1% se excreta• 65% se reabsorbe en el túbulo proximal• 25-30% se reabsorbe en el asa de Henle• 4-9% se reabsorbe en el túbulo distal y colector

Reabsorción tubular proximal

• Tiene lugar a través de la ruta paracelular

• El calcio se difunde desde la luz tubular a la célula por una gradiente electroquímico debido a la concentración muy superior de calcio en la luz tubular

• El calcio sale de la célula por la membrana basolateral por la bomba calcio ATPasa y por el cotransportador de sodio-calcio

Túbulo distal y asa de Henle

• Por transporte activo a través de la membrana celular

• Difusión por la membrana celular a través de los canales de calcio y la salida por la membrana basolateral por una bomba de calcio-ATPasa, así como un contratrasoporte de sodio-calcio

• Vitamina D (CALCITROL) y la calcitonina también estimula la reabsorción de calcio en la rama ascendente gruesa del asa de Henle y en el túbulo distal

Control de la excreción renal de magnesio y de la concentración

extracelular de ion magnesio• Mas de la mitad del magnesio se almacena en huesos

• La mayor parte del resto reside dentro de las células y menos del 1% en el liquido extracelular

• Concentración plasmática normal 1.8 mEq/l mas de la mitad esta unida a proteínas

• La concentración ionizada libre es de 0.8 mEq/l

• Ingestión diaria normal es de 250-300 mg/día

• Solo la mitad se reabsorbe por tubo digestivo

• Los riñones excretan 125-150 mg/día

• Excretan 10-15% en el filtrado glomerular

• Túbulo proximal reabsorbe solo 25% del magnesio filtrado

• Asa de Henle 65%

• Túbulo distal y colector 5%

Distribución del líquido extracelular entre los espacios intersticiales y el sistema vascular

• Principales factores para la acumulación de liquido en los espacios intersticiales

• Aumento de la presión hidrostática capilar• Reducción de la presión coloidosmótica plasmática

• Aumento de la permeabilidad de capilares

• Obstrucción de vasos sanguíneos

FUNCIÓN DE LOS RIÑONES EN EL CONTROL DE LA

PRESIÓN ARTERIAL

• Corto plazo SNS• Largo plazo Homeostasis del volumen– Balance entre ingestión y eliminación de líquidos

• La eliminación renal de agua y sal es sensible a los cambios de presión.– Diuresis por presión– Natriuresis por presión.

Curva de eliminación de orina en el riñón.

• Diuresis por presión

Regulación de la presión arterial. Curva de eliminación renal e ingestión de sal y agua.

El organismo pierde líquido. Disminuye el volumen de sangre. Balance negativo.

• Determinantes del nivel de PA (largo plazo).– Desplazamiento de la curva de eliminación renal de

agua y sal.– Nivel de la línea de ingestión de agua y sal

Cuando la PA se reduce el SNS incrementa la formación de hormonas antinatriuréticas.

La cantidad de sal que se acomula en el organismo es determinante del volumen del LEC

• Un aumento del 5-10% del GC aumenta la PAM de 100 mmHg hasta 150 mmHg.

Sistema renina-angiotensina.• Aparato yuxtaglomerular.

Paredes de las arteriolas aferentes:Miocitos modificados=céls. Yuxtaglomerulares.

RENINA

• Angiotensina II Vasoconstrictor potente.• Descenso de la excreción tanto de sal como agua

por los riñones.

Efecto de la angiotensina en los riñones

• Actúa directamente en los riñones para provocar retención de sal y agua.

• Provoca secreción de aldosterona. ALDOSTERONA

Aumento en la reabsorción de Na en los túbulos renalesAumento de Na en el LECReténción hídrica

REGULACIÓN ACIDOBÁSICA

pH sangre arterial=7.4pH sangre venosa y liqs.intersticiales = 7.35

Amortiguadores.• 1.- Sistemas de amortiguación de los líquidos

orgánicos.– HCO3-– H2PO4– Proteínas

• 2- Centro respiratorio• 3.- Riñones– Pueden eliminar el exceso de ácido o de base.

CONTROL RENAL DEL EQUILIBRIO ACIDOBÁSICO

Si se secretan más H+ que HCO3-, se producirá una pérdida neta de ácidos en los LEC.

El organismo produce 80 mEq diarios de ácidos no volátiles.

Concentración de H+:• Secreción de H+• Reabsorción HCO3-• Producción de HCO3-

La secreción de iones hidrógeno y la reabsorción de HCO3- tiene lugar en casi todas las porciones del los túbulos, salvo en las ramas delgadas ascendente y descendente del asa de Henle.

Transporte de HCO3- a través de la membrana basolateral:• Cotransport

e Na+ HCO3-• Intercambio

Cl- HCO3-

• Porción final de los túbulos distales Células intercaladas.

• La excreción de grandes cantidades de iones hidrógeno por la orina se logra combinando los amortiguadores del líquido tubular.

• Amortiguadores fosfato y amoniaco. Urato y citrato.