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Fundamentos y Técnicas de Análisis Bioquímico. Química Clínica. Marcel Sayol Quadres
296
MARCEL SAYOL
Médico Especialista en Medicina Familiar y Comunitaria Miembro de la Sociedad Española de Medicina de Urgencias y Emergencias
Ingeniero Técnico Profesor numerario de IES
FUNDAMENTOS Y TÉCNICAS DE ANALISIS BIOQUÍMICO
QUÍMICA CLÍNICA
CICLO FORMATIVO DE GRADO SUPERIOR “LABORATORIO DE DIAGNÓSTICO CLÍNICO”
CRÉDITO 4
Año 2005
Registro General de la Propiedad Intelectual. Número de asiento registral:02/2006/4401
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9 ESTUDIO DE LA FUNCIÓN RENAL
CONTENIDOS
Fisiopatología renal Procedimientos de estudio de la función renal Medida de la concentración de sustancias eliminadas por la orina Caudal de filtración renal Sedimento urinario Cálculos urinarios Patrones de alteración de la función renal
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Describir la estructura macroscópica del riñón Describir la estructura microscópica de la nefrona Describir las funciones básicas de la nefrona Enumerar los principales procedimientos de estudio de la función renal Definir el concepto de fracción de filtración Definir el concepto de aclaramiento renal de una sustancia Describir las pruebas de concentración urinaria Definir el concepto de excreción fraccional de sodio Describir el proceso de obtención del sedimento urinario Enumerar las características esenciales del sedimento urinario Enumerar los principales tipos de cálculos renales Describir la formación de los cálculos renales y los factores implicados Describir los principales patrones de alteración de la función renal
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1. Fisiopatología renal 1.1 Macroscopía renal El aparato urinario se divide en: riñones, uréteres, vejiga y uretra.
Los riñones son dos órganos de forma oval de unos 120-300 gramos ubicados en la
región inferior del abdomen (región lumbar), en situación retroperitoneal a ambos
lados de la columna vertebral. Se sitúan según dos ejes longitudinales a lo largo del
cuerpo que convergen hacia atrás y arriba, y en el 65 % de los casos el riñón derecho
es más caudal que el izquierdo.
En el polo superior de cada riñón se sitúa la glándula suprarrenal. La cara anterior
del riñón izquierdo se relaciona con el estómago y el páncreas y en el borde interno de
cada uno de ellos se sitúa el hilio renal que es una depresión del propio órgano por
donde entran y salen del mismo, la arteria y vena renales, nervios y la pelvis renal que
se continua con el uréter. El riñón está revestido de una delgada cápsula fibrosa y
grasa llamada cápsula de Gerota
La arteria renal que entra por el hilio, aporta al riñón sustancias para ser depuradas
por éste y la vena renal, que sale por el hilio, devuelve al organismo la sangre ya
depurada. La pelvis renal recoge la orina que sale por los vértices de las papilas y en
su corto recorrido se adelgaza hasta convertirse en el uréter que impulsa la orina
hasta la vejiga urinaria. La pared del uréter tiene una capa muscular que le confiere
un cierto tono tensional a la vez que movimientos de tipo peristáltico.
La pelvis forma un cáliz alrededor de cada papila con un pedículo más o menos largo
y en cada cáliz existen esfínteres que se van abriendo y cerrando para acompasar el
flujo de orina, (figura 8.1).
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Figura 9.1 Estructura renal (pelvis tubuliforme)
Arteria renal(rama de la aorta)
Hilio Corteza renalPirámide renal
Columna renal
Cáliz
Vena renal(rama de la cava)
Pelvis renal
UreterUreter
Pedículo
Figura 9.1
Existen diferencias individuales en cuanto a la forma de la pelvis renal, generalmente
se pueden hallar pelvis en forma ampular o en forma tubuliforme o ramificada.
A partir de los cálices comienzan las pirámides renales de Malpighi, ya dentro del
parénquima renal, que se extienden radialmente hacia la corteza y que se separan de
la pirámide vecina a través de las columnas renales.
El uréter desciende por el interior del abdomen hasta alcanzar la parte posterior de la
vejiga por donde en ella desemboca. Cuando la vejiga se llena de orina, se produce un
estímulo que promueve el acto de la micción, el cual se inicia mediante la tensión en
la musculatura que rodea a la vejiga, haciendo que el contenido fluya hacia la uretra y
eliminándose al exterior.
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1.2 Microscopía y funcionalismo renal El examen microscópico del tejido renal revela que está constituido por unidades
fundamentales llamadas nefronas y por una red vascular que las rodea. La
interacción entre ambas estructuras permite que los riñones efectúen las funciones
que le son propias.
La nefrona está formada por glomérulos, cápsula de Bowman, túbulo contorneado
proximal, asa de Henle y túbulo contorneado distal, (figura 6.2). En los glomérulos se
inicia el proceso de filtración. Cada glomérulo consta de una red de vasos capilares en
forma de “ovillo” situados en el interior de una estructura hueca denominada cápsula
de Bowman cuyo interior luminal se denomina, a su vez, espacio de Bowman. La
sangre fluye hacia el interior de los capilares por la arteriola aferente y se aleja de
ellos por la arteriola eferente.
El glomérulo actúa como filtro que permite el paso de las moléculas de pequeño
tamaño, del agua y de los iones, y retiene a las de gran tamaño, proceso conocido con
el nombre de ultrafiltración.
El túbulo proximal se inicia a partir de la cápsula de Bowman continuándose con el
asa de Henle y el túbulo distal. En este conjunto de túbulos se llevan a cabo los
procesos de excreción y de reabsorción.
Las células que conforman el túbulo proximal son muy permeables al agua, al sodio, a
la glucosa y a otro tipo de moléculas orgánicas y esto permite que muchas de las
sustancias filtradas en el glomérulo (65 %), se reabsorban después en el túbulo
proximal *(1).
El asa de Henle es una estructura tubular que penetra profundamente en la médula
del riñón, se compone de una parte descendente, una horquilla y una parte
ascendente. Las células de la rama descendente son permeables al agua pero
impermeables al sodio (no permiten su salida pero sí su entrada), mientras que las
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células de la porción ascendente son impermeables al agua pero transportan de forma
activa, sodio y cloro hacia el exterior de la luz tubular donde son recogidos por los
numerosos vasos sanguíneos que rodean el asa.
En condiciones fisiológicas, el asa de Henle recupera aproximadamente un 25 % de
sodio y cloro y un 15 % de agua, gracias a un mecanismo denominado
contracorriente, (figura 9.2).
Figura 9.2 Mecanismo de contracorriente en el asa de Henle
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Na Na Na
Na
Na
Na
Na
Na
Na
Na
Na
Na
Na
285
300300 200
500500 400
800800 700
800 1000
500 700
400 600
300 400
285 315
12001200 1000
1000 1200
150
22 2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
H OO
smol
arid
ad in
ters
ticia
l
(mO
sm/L
)H O H O
H O
H O
H O
H O
H O
H O
H O
H O
H O
H O
H O
H O
H O
H O
Asa de Henle
Rama descendente Rama ascendente
Vaso
Na
Na
Na
Na
Na
Figura 9.2
El líquido del interior de la porción descendente del asa de Henle tiene
aproximadamente en su inicio una osmolaridad de unos 285 mOsm/L, pero a medida
que avanza hacia el interior medular va perdiendo agua y ganando sodio y en
consecuencia se hace hipertónico hasta alcanzar el valor de unos 1.200 mOsm/L. A
continuación el líquido continua por la rama ascendente, y como que ésta es
impermeable al agua y además sus células excretan activamente sodio hacia fuera, va
ganando osmolaridad de nuevo situándose, al final de su recorrido, en unos valores
inferiores que al principio (unos 150 mOsm/L), de lo que se deduce que el efecto neto
es la salida de electrolitos hacia el intersticio *(2). Esta salida de electrolitos
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(fundamentalmente sodio), hace que el intersticio sea progresivamente más
hipertónico en dirección hacia la médula.
De esta manera, y debido a la proximidad anatómica entre ambas ramas del asa de
Henle, el sodio fluye a contracorriente desde la rama ascendente al intersticio y
desde éste a la rama descendente, creando un fuerte gradiente osmótico entre la
región cortical y la región medular.
Los vasos sanguíneos, (llamados vasos rectos) que se encuentran en las proximidades
del asa de Henle tienen un recorrido peculiar, el vaso descendente (arteriola)
continua hacia el vaso ascendente (vénula), en forma de U. En su recorrido
descendente los vasos pierden agua y ganan sodio, mientras que en su recorrido
ascendente, ganan agua y pierden sodio. El resultado de todo ello es que la sangre de
los vasos gana osmolaridad con un rendimiento neto desde unos 285 mOsm/L hasta
unos 315 mOsm/L de donde se deduce que ha habido una recuperación de sodio
desde el intersticio.
El túbulo distal, por su parte, reabsorbe la mayor parte de sodio y cloro filtrados en el
glomérulo que no ha sido reabsorbida por el túbulo proximal o por el asa de Henle.
El túbulo distal continua hacia el túbulo colector y éste hacia la pelvis renal.
Los demás procesos fisiológicos renales de describen con detalle más adelante y se
omiten otros por haber sido tratados en la unidad 6.
1.3 Patología renal
Los análisis de orina y de sangre permiten en muchos casos establecer el diagnóstico
de diversos procesos patológicos. El análisis de orina incluye: proteinuria, sedimento
urinario y cultivo de orina, además del pH, la densidad urinaria y la determinación de
numerosos solutos como por ejemplo la glucosa, los cuerpos cetónicos, la urea, la
creatinina y los electrolitos entre otros.
En la tabla 9.1 se exponen los valores normales de un análisis básico de orina:
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TABLA 9.1
Cantidad de orina 1 L /24 horas
(< 400 mL /24h implica oliguria y
> 3 L /24h poliuria)
Densidad 1003-1035 g/L
Osmolaridad 50-1200 mOsm/L
pH 5-8
En condiciones normales, los individuos excretan por lo menos 150 mg de proteínas
cada 24 horas, la excreción de una cantidad mayor se considera siempre patológica y
se le denomina proteinuria. La proteinuria se puede detectar fácilmente mediante
el uso de tiras reactivas que se basan en un cambio de color de una determinada
sustancia cuando entra en contacto con las proteínas. El color obtenido se compara
con un color de referencia. Esta técnica permite la detección de concentraciones
urinarias de proteínas a partir de 10-20 mg/mL.
La mayor parte de las proteínas excretadas (60%) es albúmina, estando el resto
formado de otras proteínas como la IgA y la proteína de Tamm-Horsfall (ver más
adelante).
A pesar de la existencia de una excreción urinaria normal de proteínas (< 150
mg/24h), si la excreción de albúmina supera los 20 mg/minuto, se considera
patológica y se denomina microalbuminuria. La determinación de la
microalbuminuria requiere la aplicación de técnicas inmunoanalíticas o
turbidimétricas.
Cuando se detecte una proteinuria por el método de las tiras reactivas, se deberá
cuantificar la cantidad de proteínas excretadas en orina, para ello se deberá tomar
una muestra del volumen total de orina emitida por el enfermo durante 24 horas, en
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la que se determinará la concentración de proteínas totales por medio de alguna
técnica espectrofotométrica o turbidimétrica. A continuación se multiplicará esta
concentración por el volumen de orina emitido en las 24 horas, es decir:
Proteínas en orina de 24 h = [proteínas totales en orina] x volumen de la diuresis en 24 h.
Si el resultado es menor de 1 g/24h se clasifica como proteinuria leve, si los
resultados están entre 1 y 3,5 g/24h se clasifica como proteinuria moderada y si los
resultados son mayores de 3,5 g/24h, como proteinuria intensa.
Es interesante también efectuar una electroforesis para detectar los tipos diferentes
de proteínas que pudieran existir en la muestra con objeto de encaminar el
diagnóstico hacia ciertas patologías.
El análisis de urea, creatinina, ácido úrico y otras sustancias en orina son útiles
también para establecer el diagnóstico de muchas enfermedades.
2. Procedimiento de estudio de la función renal 2.1 Caudal de filtración
Los riñones reciben un 20 % del gasto cardíaco y esto significa que para una persona
adulta y sana, cada minuto pasan por los riñones unos 600 mL de plasma. La sangre
que llega a los riñones a través de la arteria renal, alcanza las nefronas y en el
glomérulo se filtra un 20 % del volumen plasmático, es decir unos 120 mL/minuto, o
lo que es lo mismo la quinta parte del flujo plasmático renal.
Se denomina fracción de filtración (FF) a la relación entre el filtrado glomerular
(FG) y el flujo plasmático renal (FPR), lo que es lo mismo:
51
==FPRFGFF
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No todos los solutos que llegan al glomérulo se filtran, solamente lo hacen aquellos de
peso molecular bajo, y se dice que en la filtración glomerular se obtiene un filtrado
libre de macromoléculas.
El filtrado glomerular se obtiene únicamente gracias a la interacción de fuerzas
puramente físicas, fundamentalmente por la presión hidrostática transcapilar (ΔP) y
por la presión coloidosmótica transcapilar (Δπ). La primera se debe a la diferencia de
presiones hidrostáticas en el interior capilar (PC) y la que existe en el espacio de
Bowman (PB), diferencia que favorece la filtración. La segunda es la diferencia entre
la presión coloidosmótica en el interior capilar glomerular (πC) y la presión
coloidosmótica en el espacio de Bowman (πB), diferencia que se opone a la filtración,
(figura 9.3).
Figura 9.3 Fuerzas físicas que intervienen en el filtrado glomerular
Capilar glomerular
Intersticio
PC PB πC
Figura 9.3
De acuerdo con lo antedicho tendremos:
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ΔP = PC - PB
Δπ = πC - πB
Pero como que el filtrado en condiciones normales carece de proteínas la presión
coloidosmótica en el espacio de Bowman será cero, entonces la presión neta de
ultrafiltración (Puf) será:
Puf = PC– PB - πC
Por otra parte existe un factor que también interviene en el FG, es el llamado
coeficiente de ultrafiltración (Kf). El coeficiente de ultrafiltración es función de la
superficie o área total filtrante (S) y del grado de permeabilidad hidráulica de la pared
del capilar por unida de superficie (k), es decir:
Kf = S · k
En resumen tendremos que el FG es el resultado de la presión neta de ultrafiltración
(Puf) ejercida sobre una superficie que posee unas características determinadas en
cuanto a su permeabilidad hidráulica, definidas por el coeficiente de ultrafiltración.
Con todo ello tendremos que:
FG = Puf · Kf , es decir:
FG = (PC – PB –πC) · S · k
Tal como se ha comentado, el valor de el FG en condiciones normales y de manera
más precisa, es de 120 mL/minuto por cada 1,73 m2 de superficie corporal del
individuo *(3).
Existen algunas circunstancias que pueden alterar este valor, por ejemplo la
hipotensión disminuye la PC y en consecuencia disminuye el FG, el desequilibrio
electrolítico disminuye la πC y por lo tanto disminuye también el FG. Por otra parte la
obstrucción urinaria aumenta la PB con lo cual también disminuirá el FG, la
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insuficiencia cardíaca disminuye la FPR y por lo tanto disminuye el FG, y por último
una enfermedad renal que afecte al parénquima (enfermedad renal intrínseca)
disminuirá el coeficiente k, disminuyendo en consecuencia el FG.
El FG aumenta en la gestación debido al aumento de la FPR.
2.2 Pruebas de aclaramiento renal Las pruebas de aclaramiento o depuración nos aportan datos que sirven para evaluar
la función excretora del riñón, es decir el filtrado glomerular y la excreción y la
reabsorción tubulares Para efectuar este tipo de pruebas se utilizan sustancias de las
que se conoce su mecanismo de excreción.
El aclaramiento (crearance) de una sustancia se define como el volumen de plasma
del cual puede eliminarse totalmente determinada cantidad de sustancia a la orina
por unidad de tiempo.
De hecho, este concepto es artificial ya que el riñón extrae de cada mL de plasma, una
determinada proporción de la sustancia, y no depura completamente una parte del
plasma dejando el resto intacto.
Una mejor definición de aclaramiento es la siguiente: El aclaramiento es el volumen
de plasma que contiene la misma cantidad de sustancia que se encuentra en el
volumen de orina excretado en un minuto. Por tanto si designamos por Cx al
aclaramiento de una sustancia X, por Ox la concentración de la misma en orina, por
Px su concentración en plasma y por V el flujo o caudal de orina formada por minuto
(mL/minuto), tendremos según la definición anterior:
Cx · Px = Ox · V ; de donde se obtiene:
x
xx P
VOC
· =
Obsérvese que la fórmula expresa la relación existente entre la cantidad de sustancia
X eliminada (Ox · V) y su concentración plasmática (Px).
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El aclaramiento siempre se expresa en mL/minuto.
El aclaramiento de inulina (polifructosa), se realiza introduciendo en el plasma
dicha sustancia a una concentración conocida, la inulina se filtra libremente en los
glomérulos y no sufre excreción ni reabsorción alguna en los túbulos renales, de
donde se deduce que el valor de su aclaramiento es igual al valor de la tasa de
filtración glomerular o filtrado glomerular (FG) que como se sabe es de 120
mL/minutos. Un resultado distinto a esta cifra indica una alteración del
funcionamiento renal. Actualmente esta prueba se utiliza tan solo en investigación ya
que la administración de inulina se realiza por perfusión intravenosa y ello conlleva
un inconveniente serio para su uso rutinario. Una alternativa a la prueba de
aclaramiento de inulina para medir el filtrado glomerular, es utilizar en su lugar el
iotalamato marcado con el isótopo 125I, con ello no es necesaria la recolección
urinaria.
El aclaramiento de creatinina endógena es una prueba mucho más viable ya
que solamente requiere determinar las concentraciones de creatinina en plasma y en
orina y el volumen minuto urinario. En condiciones normales el aclaramiento de
creatinina oscila entre 100 y 120 mL/minuto.
Como que la creatinina es filtrada en su mayor parte, por el glomérulo y es también
secretada por los túbulos renales, resulta una prueba muy útil para evaluar la
insuficiencia renal.
El aclaramiento de creatinina se puede calcular de forma aproximada a partir de la
concentración plasmática (Pc), de la edad, el sexo y el peso corporal de un individuo
mediante la siguiente fórmula:
)72 o 85(· · )140(
crcr P
pesoedadC −=
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La edad se debe expresar en años, el peso en kg, la Pc en mg/dL y los factores 85 o 72
corresponden a mujeres y hombres, respectivamente.
Existe otra fórmula para el mismo cálculo que sólo utiliza la edad del individuo y la
concentración plasmática de creatinina:
crcr P
edad
C 20201698 −
−=
El aclaramiento de ácido paraminohipúrico (PAH) es útil para medir el flujo
plasmático renal (FPR), ya que es una sustancia que es filtrada y secretada por el
riñón, eliminándose en su totalidad. El inconveniente es que se debe administrar en
forma de perfusión continua intravenosa y por ello solo se utiliza para trabajos de
investigación. El aclaramiento normal de PAH es de 580 a 600 mL/minuto.
2.3 Pruebas de concentración Las pruebas de concentración sirven para explorar la capacidad renal para concentrar
la orina en unas condiciones de máxima restricción hídrica. Estas prueba son de gran
importancia para el diagnóstico de ciertas enfermedades en las que se afecta el
parénquima renal, por ejemplo la glomerulonefritis. En general las alteraciones de
estas pruebas se manifiestan muy tempranamente, permitiendo con ello, el
diagnóstico precoz.
La determinación de la densidad de la orina es una de las pruebas de este tipo. Los
valores de densidad normales se sitúan entre 1003 y 1035 g/L y dependen de la
ingesta de líquidos y del estado de hidratación. Un individuo con una enfermedad
crónica que afecte al parénquima renal, alcanzará una situación en que excretará una
orina con una densidad del orden de 1007 a 1010. Esta situación se denomina
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isostenuria y pone de manifiesto que el funcionamiento tubular renal está muy
comprometido.
Se determina una densidad urinaria baja en casos de diabetes insípida,
glomerulonefritis y pielonefritis entre otras enfermedades. Por el contrario una
densidad urinaria alta se relaciona con casos de sudoración importante, vómitos,
fiebre y diarreas profusas, que cursan con pérdida de líquidos.
La densidad de la orina nos permite calcular la denominada moluria del modo
siguiente: el volumen eliminado de orina en 24 horas (en mL) se multiplica por la
segunda y tercera cifras decimales del valor de la densidad, separadas por una coma,
por ejemplo para un volumen de 24h. de 1500 mL y una densidad de 1,021; la
moluria sería: 2,1 x 1500 = 3150. La moluria normal varía entre 2000 y 4000 y
expresa de una forma convencional, la cantidad de solutos eliminados por la orina en
24 horas.
El contenido aproximado de solutos de la orina se puede calcular del modo siguiente:
se multiplica la segunda y la tercera cifra decimal juntas, de la densidad por el factor
2,6. Por ejemplo si la densidad urinaria vale 1,015; el contenido aproximado de
solutos será: 15 x 2,6 = 39 gramos de sustancia seca por litro de orina
aproximadamente.
La determinación de la densidad urinaria se lleva a cabo mediante el urinómetro o
mediante el refractómetro. El primero es un sencillo instrumento de la clase de los
areómetros o instrumentos capaces de medir densidades en función de la
profundidad que alcanza cuando se sumergen en un líquido.
Los areómetros son flotadores construidos de vidrio lastrados con mercurio o con
perdigones para que tengan un equilibrio estable. En la parte superior de los mismos
se sitúa una varilla graduada. El instrumento deja de hundirse cuando su peso se
iguala al peso del líquido desalojado (principio de Arquímedes).
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Si la graduación de la varilla superior del areómetro, que se enrasa con el nivel del
líquido una vez alcanzado el equilibrio de flotación, nos da directamente el valor de la
densidad, entonces al areómetro se le denomina densímetro. Si además la escala de
densidades está graduada especialmente para densidades de orina, al densímetro se
le suele llamar urinómetro.
La distancia x desde el cero de la escala hasta el nivel de flotación para un líquido
problema (figura 9.4), se calibra de acuerdo con la siguiente ecuación:
)()(·
AB
BAxδδδ
δδδ−
−=l
Donde δ representa la densidad del líquido problema, δA y δB las densidades de dos
líquidos conocidos y ℓ la distancia entre los dos niveles de flotación de los líquidos
conocidos (A y B).
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Figura 9.4 Densímetro
l
xB
A
M.S.
Figura 9.4
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314
El densímetro se usa poco en la actualidad porque requiere un volumen bastante
grande de orina (al menos el suficiente para que se pueda sumergir el instrumento).
También requiere un factor corrector de temperatura ya que por cada 3°C por encima
de la temperatura de calibración, es necesario restar el valor 0,001 del resultado
obtenido. Del mismo modo, por cada 3°C por debajo de la temperatura de calibración
del instrumento, será necesario sumar el valor 0,001 al resultado.
El refractómetro es el instrumento actualmente más utilizado por su comodidad y
fiabilidad. Consiste en colocar una muestra de orina en una pequeña plataforma de
cristal sobre la cual se hace pasar un fino rayo luminoso que al atravesar la orina
sufre el fenómeno de la refracción (desviación de la dirección de la luz). A partir de
ello se determina el índice de refracción de la muestra que se compara con el del
agua. Para calibrar el instrumento se debe colocar una gota de agua destilada en la
plataforma de cristal y mediante un mando se ajusta el nivel que se observa a través
de una mirilla. Para mayor información sobre la refractometría, consúltese la unidad
8 del texto antes citado.
La determinación de la osmolaridad también se usa para evaluar la capacidad de
concentración del riñón ya que tiene menos interferencias que la determinación de la
densidad.
Actualmente se realiza una prueba especial para medir la capacidad de concentración
urinaria. Consiste en inyectar 5 unidades de vasopresina por vía subcutánea
determinando seguidamente la densidad, el resultado es normal si se alcanza una
densidad mayor de 1025.
2.4 Excreción fraccional de sodio (EFNa)
Se define por:
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[ ] [ ][ ] [ ] 100·
//
sueroorina
sueroorina
CreatininaCreatininaNaNaEFNa =
Expresándose las concentraciones de sodio en mEq/L y las de creatinina en mg/dL.
Se trata de un índice discriminatorio para establecer el diagnóstico entre azoemia
prerrenal e insuficiencia renal aguda (IRA) (ver apartado 3.4), de acuerdo con los
siguientes resultados:
EFNa < 1 → Azoemia prerrenal
EFNa > 1 → IRA
2.5 Sedimento urinario Para la obtención del sedimento urinario es necesaria una muestra reciente de orina o
bien haberla conservado en medio ácido a 4°C. A partir de ella se centrifugan 10 mL a
2000 rpm durante 5 minutos y se desechan los 9 mL del sobrenadante. El sedimento
de un individuo sano observado al microscopio debe tener las características
siguientes:
Contener menos de 3 hematíes por campo
Contener menos de 5 leucocitos por campo
Presencia de algunos cilindros hialinos, células epiteliales y cristales
Las alteraciones de la normalidad pueden ser las siguientes:
a) Hematuria microscópica. Es la presencia de sangre en la orina reconocible por
la observación de más de 4 hematíes por campo en el sedimento urinario. Las causas
más frecuentes de hematuria en niños son las infecciones urinarias, las
glomerulonefritis y las anomalías congénitas, y en hombres mayores de 50 años son
la hipertrofia prostática, la uretritis, la litiasis y las neoplasias vesicales.
La presencia de más de 100 hematíes por campo indica hematuria macroscópica.
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Algunos laboratorios utilizan el recuento minutado que se realiza mediante un
aparato contador. Se considera normal si el recuento es inferior a 2000 hematíes
/minuto.
b) Leucocituria. Es la presencia de más de 5 leucocitos por campo en el sedimento
urinario. La mayor parte de las veces se debe a infección (entonces se suele llamar
piuria), pero en general se debe a causas inflamatorias como por ejemplo la presencia
de más del 5 % de eosinófilos que es frecuente en la nefritis intersticial por
hipersensibilidad.
Se considera un recuento minutado normal cuando hay menos de 5000 leucocitos
/minuto.
c) Cilindros. Están formados por la precipitación en la luz tubular de las proteínas
secretadas por el túbulo renal (proteína de Tamm-Horsfall), así como por otros
elementos. Los cilindros hialinos (que deben su nombre a su aspecto traslúcido)
aparecen escasamente en la orina normal, pero los restantes cilindros se consideran
siempre patológicos.
Los cilindros grasos, llamados también cuerpos ovales, están formados por células
tubulares llenas de lípidos que a veces forman las llamadas “cruces de Malta” que se
observan con el microscopio.
Los cilindros eritrocitarios se forman por la presencia de sangre en el interior de
los túbulos renales junto a proteínas de Tomm-Horsfall. Indican hematuria en la
nefrona.
Los cilindros pigmentados oscuros son hematíes degenerados junto a grumos de
hemoglobina más proteínas de Tamm-Horsfall. También indican hematuria en la
nefrona.
Los cilindros granulosos pigmentados (color marrón turbio), y los cilindros
con células epiteliales tubulares indican daño tubular.
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Los cilindros leucocitarios indican la existencia de nefritis intersticial,
pielonefritis, enfermedades autoinmunes o rechazo de un injerto renal.
Los cilindros céreos con pocos gránulos indican enfermedades renales crónicas.
Los cilindros gruesos indican una hipertrofia compensadora de las nefronas.
El llamado sedimento telescopado se refiere a la presencia de cilindros gruesos y
céreos más cilindros granulosos, células o hematíes. Indican procesos quiescentes
crónicos como por ejemplo el lupus eritematoso o la panarteritis nudosa.
d) Cristales. Su identificación no suele ser de gran ayuda, excepto en casos como la
presencia de cristales hexagonales de cistina que apoya el diagnóstico de cistinuria,
o en el caso de estar presentes cristales de oxalato e hipurato es indicativo de una
intoxicación por etilenglicol *(4). En el caso de presencia de abundantes cristales de
ácido úrico, siempre que este dato se acompañe de un fracaso renal agudo, es
sugerente que la causa sea debida a una nefropatía aguda por uratos.
2.6 Cálculos urinarios Los cálculos renales son estructuras sólidas que se forman en las papilas renales, que
se fragmentan en trozos más o menos pequeños y pasan posteriormente al sistema
excretor. Tienen dos partes: una estructura cristalina y una matriz orgánica.
El 70% de los casos tienen una estructura cristalina que está formada por sales de
calcio, la más frecuente es el oxalato cálcico que es una sal del ácido dicarboxílico. El
5% de los casos la estructura cristalina del cálculo está formada por ácido úrico y el
20% por estruvita que es una sal iónica constituida por magnesio, fósforo y NH4+,
que se forma por la presencia de bacterias con actividad del enzima ureasa *(5).
Muchos cálculos tienen una parte cristalina formada por fosfato cálcico, que puede
configurarse como hidroxiapatita (calcio + fosfato + OH), o bien como brushita
(calcio + fosfato monohidrógeno). Existen también cálculos con estructura cristalina
de cistina pero son muy poco frecuentes
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La matriz orgánica del cálculo se le suele llamar núcleo, está formada por una
mucoproteína y se dispone en forma de láminas concéntricas con estriaciones
radiales. La matriz orgánica está formada en un 60% por proteínas y en un 20% por
hidratos de carbono, el resto es agua y componentes macrocelulares como la
denominada sustancia A y la mucoproteína de Tamm-Horsfall.
La tabla 9.2 nos proporciona mayor información sobre la composición de la
estructura cristalina de los cálculos.
TABLA 9.2
Mineral Nombre químico Fórmula Whewelita Oxalato cálcico
monohidratado CaC2O4 x H2O
Wedelita Oxalato cálcico dihidratado CaC2O4 x 2H2O Apatita Fosfato tricálcico Ca3(PO4)2
Hidroxiapatita Hidroxifosfato pentacálcico Ca5(PO4)3OH Brushita Fosfato cálcico
hidrogenado CaHPO4 x 2H2O
Carbonato-apatita Fosfato cálcico básico con carbonato
Ca10(PO4 x CO3OH)6
Ácido úrico C5H4N4O3 Cistina C6H12N2O4S2
Estruvita Fosfato amónico magnésico (hexahidratado)
MgNH4PO4 x 6H2O
Los cálculos se forman por el paso de orina sobresaturada con una o con varias sales
con poder litogénico. La solubilidad de estas sales depende del pH, de la temperatura
y de la concentración de dicha sal, aunque el pH no siempre influye, por ejemplo en el
caso de la formación de cálculos de oxalato cálcico. En otros casos, el pH de la orina
es muy importante, por ejemplo la formación de cálculos de ácido úrico se ve
favorecida por un pH ácido, por el contrario un pH básico potencia la formación de
cálculos de estruvita. La formación de cálculos de cistina y de fosfato se ve
moderadamente influida por el pH.
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La reducción del flujo urinario es otro factor que favorece la formación de cálculos ya
que promueve la cristalización.
Las pruebas de laboratorio para el estudio de los cálculos renales se basan en realizar
tres recogidas de orina de 24 horas, dos de ellas después de seguir una dieta libre, y
otra después de seguir durante 5 días una dieta que contenga 400 mg/día de calcio.
Se debe practicar también una extracción sanguínea cada vez que se recoja la orina.
En la tabla 9.3 se exponen los valores normales de los parámetros que se deben
determinar en sangre y en orina, teniendo en cuenta que los valores para el calcio y el
fósforo son muy variables dependiendo de la dieta.
TABLA 9.3
Valores normales Parámetro a analizar
(mg/24h) Mujer Hombre Calcio 250 300
Ácido úrico 750 800 Fósforo 1300 900 Oxalato 40 40 Citrato 300-900 300-900
Cistina (análisis cualitativo)
Negativo Negativo
3. Patrones de alteración de la función renal 3.1 Introducción
El laboratorio desempeña un papel muy importante para ayudar al médico a
establecer el diagnóstico, el tratamiento y el pronóstico de las enfermedades renales.
La enfermedad vascular es una de las más frecuentes del riñón debida a las
anormalidades existentes sobretodo de las arterias, que se evidencian por dificultades
en el flujo normal de sangre o incluso por una oclusión total, dando como resultado
una mala irrigación del parénquima renal. Las principales causas incluyen la
arteriosclerosis, la trombosis, la embolia y la vasculitis. Las principales alteraciones
bioquímicas son la pérdida de la capacidad de concentración, la proteinuria leve y las
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anormalidades en el sedimento, en cambio la filtración glomerular se suele conservar
y en algunos casos se reduce muy poco.
Las glomerulonefritis son afectaciones inflamatorias del glomérulo que acaban
por producir una reducción del flujo sanguíneo del sistema capilar de las nefronas.
En casos avanzados se producen también lesiones estructurales en los túbulos, vasos
y tejido intersticial. La glomerulonefritis crónica es la causa más frecuente de
insuficiencia renal crónica y requiere diálisis o en casos más graves trasplante renal.
Las glomerulonefritis casi siempre están causadas por factores inmunológicos y se
caracterizan por la presencia de hematuria, proteinuria, oliguria y azotemia. Dentro
de los síntomas clínicos destacan el edema y la hipertensión arterial.
3.2 Síndrome nefrótico
Se define por cuatro parámetros:
Excreción de más de 3,5 gramos de proteínas en orina de 24 horas por cada 1,73
m2 de superficie corporal, (casi toda a expensas de la albúmina).
Hipoalbuminemia (< 2,5 g/dL)
Hiperlipidemia y lipiduria (colesterol sérico mayor de 350 mg/dL)
Edema
También se observa un déficit de factores de la coagulación IX, XI y XII, anemia
resistente al tratamiento con hierro y un aclaramiento de creatinina normal, salvo
casos de gran deterioro renal.
Las causas más frecuentes de síndrome nefrótico son las glomerulonefritis, la
nefropatía diabética, la amiloidosis, el lupus eritematoso, la administración de
algunos fármacos, infecciones como la hepatitis B y la sífilis, nefropatias hereditarias
y neoplasias.
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3.3 Síndrome nefrítico
El síndrome nefrítico es un proceso inflamatorio transitorio en el que existe daño de
la pared glomerular, suficiente como para permitir que los hematíes y las proteínas
escapen al espacio urinario y aparezcan en la orina. El síndrome nefrítico se define
por la presencia de cuatro factores:
Hematuria macroscópica o microscópica, con eritrocitos dismórficos y cilindros
eritrocíticos
Proteinuria
Insuficiencia renal
Clínicamente se manifiesta por una disminución aguda del filtrado glomerular, una
insuficiencia renal progresiva y una retención de agua y sodio que puede causar
hipertensión arterial, congestión vascular pulmonar y edema facial y periférico.
Las causas más frecuentes de síndrome nefrítico son algunas glomerulonefritis,
sobretodo las de origen infeccioso y muchas afecciones de tipo autoinmune.
3.4 Insuficiencia renal aguda
Dentro del concepto de insuficiencia renal aguda (IRA) se incluye un grupo muy
amplio de alteraciones renales que se asocian con un estado en el que el riñón no es
capaz de asumir del todo sus funciones. El deterioro rápido de la función renal suele
ser suficiente para dar lugar a la acumulación de productos del catabolismo
nitrogenado, además de una incapacidad renal para llevar a cabo la homeostasis.
La IRA se manifiesta con oligoanuria o a veces con diuresis conservada e
hiperazoemia.
La primera evidencia de IRA se obtiene por el laboratorio mediante la determinación
del FG durante varios días. Si éste se encuentra reducido es indicativo de IRA. La IRA
puede desencadenar un fracaso renal agudo que se define en el laboratorio por dos
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parámetros: creatininemia superior a 0,5 mg/dL/día durante días y uremia superior
a 20 mg/dL/día.
Hay que tener en cuenta que un 5% de todos los enfermos hospitalizados por IRA
desarrollan fracaso renal agudo y su causa más frecuente es la isquemia renal.
Es importante el cálculo de la excreción fraccional de sodio (EFNa) (ver apartado
2.4), así como otros parámetros analíticos que se exponen en la tabla 9.4.
Existen tres grupos etiológicos de IRA:
a) Causa prerrenal. Ocurre cuando el FG está disminuido debido a una perfusión
sanguínea deficiente o bien a una vasoconstricción intensa de causa extrarrenal.
En este estado, el riñón reacciona evitando la pérdida de agua y sodio para
preservar el volumen extracelular y asegurar la perfusión de los órganos vitales.
TABLA 9.4
Parámetro analítico IRA
prerrenal
IRA tubular
Osmolaridad urinaria (mOsm/L) > 500 < 350
Osmolaridad urinaria/plasmática > 1,3 < 1,05
Urea urinaria/plasmática > 8 < 3
Creatinina urinaria/plasmática > 40 < 20
Sodio urinario (mEq/L) < 20 > 40
EFNa < 1 > 1
b) Este estado se caracteriza por oliguria con orina concentrada, osmolaridad alta y
sodio bajo en orina y la relación BUN/Creatinina crece de manera
desproporcionada. Sin embargo es una situación reversible si las causas
desaparecen. Las causas más frecuentes son: las hemorragias, los vómitos, las
diarreas, la hipoalbuminemia, la insuficiencia cardíaca etc.
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c) Causa renal. Ocurre cuando se produce un daño en el parénquima en diferentes
estructuras anatómicas como el glomérulo, túbulos, intersticio y vasos. Las causas
más importantes son las glomerulonefritis, las alteraciones hemodinámicas y las
afectaciones vasculares. El túbulo es la estructura parenquimatosa que con más
frecuencia sufre lesión. Las causas más frecuentes son de carácter isquémico o de
carácter nefrotóxico. Dentro de las segundas existen muchas sustancias que
pueden dañar al túbulo, entre las más frecuentes cabe destacar a los antibióticos
(sobretodo los de tipo aminoglucosídico), los contrastes radiológicos, los
analgésicos, los anestésicos, los quimioterápicos, los metales pesados, los
fungicidas, los pesticidas, la Amanita phalloides, las anilinas, el veneno de
serpiente, los disolventes orgánicos etc.
d) Causa post-renal. El mecanismo de producción de este tipo de IRA es por una
obstrucción en las vías urinarias. La obstrucción produce un aumento de presión
en la orina que se transmite retrógradamente afectando el funcionalismo del
filtrado glomerular. Las causas más frecuentes son la litiasis renal bilateral,
coágulos de sangre, acumulaciones de hongos, cálculos vesicales, carcinomas etc.
3.5 Trasplantes renales
El trasplante renal ofrece una alternativa al paciente que se encuentra en una etapa
final de una enfermedad, respecto de la diálisis. El laboratorio cumple un papel muy
importante en el control de los pacientes trasplantados con el objetivo de detectar un
posible rechazo, infecciones virales u otras situaciones. Las determinaciones que se
deben hacer son: BUN, aclaramiento de creatinina, niveles de β2-microglobulina y
niveles de ciclosporina, que es un fármaco que se usa para inhibir el rechazo pero que
tiene varios efectos secundarios.
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APÉNDICE
*(1) En condiciones normales toda la glucosa filtrada y todos los aminoácidos
filtrados se reabsorben en el túbulo proximal. La reabsorción de glucosa, sin
embargo, tiene un límite y en aquellos casos (diabetes mellitus) en los que existe una
glucemia muy alta, y por lo tanto una filtración glomerular también alta, no toda la
glucosa podrá ser reabsorbida por el túbulo proximal, el resto se eliminará por la
orina.
*(2) El intersticio es el espacio que hay entre las células y por lo tanto fuera de ellas.
En nuestro caso significa el espacio que hay fuera del asa de Henle, fuera de los
túbulos y fuera de los vasos.
*(3) Para calcular la superficie corporal se puede utilizar la fórmula de Dubois:
S = 0,007184 · P0,425 · H0,725 Siendo S la superficie corporal, P el peso en kg y H la
altura en centímetros.
*(4) El etilenglicol es una sustancia componente de los líquidos anticongelantes
utilizados en los automóviles. Es relativamente frecuente la intoxicación por este
producto en los niños.
*(5) Los cálculos de estruvita solo se forman cuando la orina está infectada por
gérmenes ureolíticos, sobretodo por bacterias de la especie Proteus. El enzima ureasa
de estas bacterias hidroliza la urea convirtiéndola en iones amonio y bicarbonato que
hacen que el pH se vuelva más alcalino. La alcalinidad favorece la formación de iones
amonio, fosfato y magnesio que forman la estruvita. Estos cálculos, típicamente
tienen la misma forma que los lugares anatómicos donde se produjeron, es decir, una
forma ramificada semejante a la pelvis renal y a los cálices renales. Se denomina
estructura coraliforme.
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ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN
PRUEBA OBJETIVA DE SELECCIÓN ALTERNATIVA MÚLTIPLE
Solo es válida una de las cuatro respuestas de cada pregunta.
1) Una de las siguientes estructuras no interviene en la reabsorción de electrolitos
por el mecanismo de contracorriente:
a) porción ascendente del asa de Henle
b) vasos rectos
c) túbulo colector
d) porción descendente del asa de Henle
2) La oliguria se define por una de las siguientes opciones:
a) cantidad de orina superior a 3 L/24 h
b) cantidad de orina inferior a 800 mL/24 h
c) cantidad de orina inferior a 1L/24 h
d) Cantidad de orina inferior a 400 mL/24 h
3) Una de los siguientes valores define una proteinuria intensa:
a) > 1 g/24 h
b) > 3,5 g/24 h
c) > 3,5 mg/ 24 h
d) > 3,5 mg/dL
4) El valor normal del filtrado glomerular coincide más aproximadamente con uno
de los siguientes valores:
a) 600 mL/minuto
b) 20 mL/minuto
c) 120 mL/minuto
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d) 1/5 parte del gasto cardíaco
5) El aclaramiento renal normal de ácido paraminohipúrico (PAH) coincide más
aproximadamente con uno de los siguientes valores:
a) 600 mL/minuto
b) 20 mL/minuto
c) 120 mL/minuto
d) 400 mL/minuto
6) La prueba de capacidad de concentración urinaria se inicia con la administración
por vía subcutánea de una de las siguientes sustancias:
a) inulina
b) ADH
c) PAH
d) TSH
7) Uno de los siguientes factores no es esencial para el diagnóstico de síndrome
nefrótico:
a) hipercolesterolemia
b) edemas
c) aclaramiento de creatinina
d) lipiduria
8) Uno de los siguientes parámetros analíticos no es imprescindible para la
diferenciación entre insuficiencia renal prerrenal e insuficiencia renal tubular
(parenquimatosa):
a) natremia
b) EFNa
c) osmolaridad plasmática
d) proteinuria
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9) Uno de los siguientes parámetros analíticos es menos útil para el seguimiento de
un trasplante renal:
a) concentración plasmática de ciclosporina
b) BUN
c) aclaramiento de creatinina
d) albuminuria
10) Uno de los siguientes tipos de cilindros es normal que se observe en un
sedimento urinario, siempre que no sea en grandes cantidades:
a) cilindros eritrocitarios
b) cilindros granulosos pigmentados
c) cilindros hialinos
d) cilindros céreos
__________________________________________________________
PROBLEMAS
1) Se recogen 1200 mL de orina de 24 horas y se determina la concentración de
creatinina dando el valor de 116 mg/dL. Se toma una muestra de sangre, al mismo
individuo, y se determina la creatininemia dando el valor de 1,1 mg/dL. A partir
de estos datos calcúlese el aclaramiento de creatinina.
2) Calcular el aclaramiento de creatinina teórico para una mujer de 25 años de edad
y de 62 kg de peso. La creatininemia es de 0,7 mg/dL.
3) Calcular aproximadamente el aclaramiento de creatinina para un individuo de 40
años de edad con una creatininemia de 0,8 mg/dL.
4) Un urinómetro se calibra mediante dos líquidos conocidos. Por una parte agua
destilada y por otra una solución salina al 7% de densidad 1,051. Entre las marcas
de ambas densidades median 5 divisiones. Se desea saber qué densidad le
corresponde la división número 3 de la escala.
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5) Calcular la excreción fraccional de sodio de acuerdo con los siguientes datos:
Sodio en suero: 135 mEq/L; Sodio en orina: 62 mEq/L; Creatinina en suero: 0,5
mg/dL; Creatinina en orina: 83 mg/dL.
6) Calcular la superficie corporal de un individuo de 86 kg de peso y de 1,78 m de
estatura.
CRITERIOS Y ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN
Describir la estructura de los cálices, pelvis renal y uréter Describir la estructura de la nefrona Describir el mecanismo de contracorriente Definir los conceptos de proteinuria y microalbuminuria Enumerar las técnicas empleadas para la determinación de la microalbuminuria Describir las fuerzas físicas que entran en juego en el filtrado glomerular Definir el concepto de aclaramiento renal de una sustancia Describir las pruebas de concentración urinaria y las diferentes técnicas para
llevarlas a cabo Definir la utilidad de la excreción fraccional de sodio Enumerar los distintos tipos de cilindros y cristales que pueden observarse en un
sedimento urinario Enumerar las clases de cálculos renales más frecuentes Definir el patrón analítico del síndrome nefrótico
PROPUESTA DE ACTIVIDAD DE REFUERZO
Contestar detalladamente a las siguientes preguntas:
¿Cómo se llama la cápsula fibrosa y grasa que rodea el riñón? ¿Dónde comienzan las pirámides renales de Malpighi? ¿Cuál es el valor máximo de osmolaridad que se alcanza en la horquilla del asa de
Henle? ¿Cómo se detecta de forma rápida y sencilla una proteinuria? ¿Qué tipo de prueba es más útil para medir el valor del filtrado glomerular? ¿Cómo se define una leucocituria? ¿De dónde procede la proteína de Tamm-Horsfall? ¿Cuál es la clase de cálculos urinarios más frecuentes? ¿Cuál es la composición de los cálculos de estruvita? ¿Qué cuatro factores definen el síndrome nefrítico?
¿Preguntas?: [email protected]
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