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08-06-12 1 Sistema Renal 1 Luis Constandil Córdova Ph.D. Laborario de Neurbiología Usach Tópicos de Fisiología de Renal Función renal aspectos generales Regulación de la composición y volumen del liquido extracelular Acidificación de la orina y excreción de bicarbonato Regulación del potasio plasmático

Renal 1 LCC 2012

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Sistema Renal 1

Luis Constandil Córdova Ph.D. Laboratorio de Neurbiología

Usach

Tópicos de Fisiología de Renal

•  Función renal aspectos generales

•  Regulación de la composición y volumen del liquido extracelular

•  Acidificación de la orina y excreción de bicarbonato

•  Regulación del potasio plasmático

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Funciones del riñon

Funciones del riñon •  Regulación de la composición y volumen del

liquido extracelular – Excreción de metabolitos nitrogenados y de

sustancias químicas exógenas – Regulación de la osmolaridad plasmática – Regulación del volumen circulante efectivo

(presión arterial) – Regulación del balance ácido-base – Regulación del balance de potasio – Regulación del balance de calcio y fosfato – Función endocrina

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Excreción de metabolitos nitrogenados

•  Urea – metabolismo de aminoácidos

•  Creatinina – metabolismo de la creatina fosfato

•  Acido ureico - metabolismo de nucleótido (A y T)

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Circulación renal 25% del gasto cardiaco

Arteria renal Arterias radiales corticales Arterias arciformes Arterias intralobulares Arteriola aferente

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Nefrona

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Tipos de Nefronas •  Superficiales. El Corpúsculo renal se localiza en

la zona externa de la corteza renal. Su Hasa se Henle es corta y su arteriola eferente se ramifican para dar lugar a los capilares peritubulares que rodean a los segmentos tubulares de su propia nefrona y de las adyacentes.

•  Yuxtamedulares. El Corpúsculo renal se localiza en la zona de la corteza adyacente a la medula. Se diferencia de la superficial porque:

–  El corpúsculo renal es mayor.

–  El hasa de Henle es más largo y penetra más profundamente en la médula.

–  La arteriola eferente no sólo forma una red de capilares peritubulares, sino tambien una serie de asa vasculares denominadas vasos rectos.

Histología del Nefron

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Histología del Nefrón

Túbulo conector ✪ célula conectora célula intercalada Túbulo colector cortical ¤ células principales células intercaladas

S1-S2

S2-S3

¤

Función renal

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Función renal

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Volumenes de función renal

Ø Se filtran = 180 L/día Ø 1 kg. Na+, Ø 0.5 kg HCO3

-

Ø 250 gr. Gluc, Ø 100 gr. Aa

Ø Vol de orina = 1.5 L/día Ø Reabsorción = 178.5 L/día +

RPF = Flujo plasmático renal GFR = Tasa filtración glomerular (20% RPF, 125 ml/min)

Porcentages función renal

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Excreción urinaria

Filtración

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Glomérulo Fotografías de barrido

Barrera de filtración

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Barrera de filtración

Poro 8nm (80 Angstroms), albúmina límite 6nm (35,5A)

Filtrabilidad

La filtrabilidad de una sustancia es inversamente proporcional a su peso molecular y al radio hidratado. Filtra libremente sustancias con PM menor a 5500 y radio 18Å como la inulina (1).

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π BS

Fuerza de filtración glomerular

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Filtración / presión arterial

Control hemodinámico intrarrenal

• Mecanismo de autorregulación:– Reflejo miogénico– Feedback túbulo-glomerular

• Situaciones de stress:– Eje renina-angiotensina-aldosterona– Control nervioso y hormonal– Función endotelial

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Reflejo miogénico

La distensión de la paredvascular aferente provocala apertura mecánica decanales de calcio en lascéluas musculares de la capa media.

Ley de Laplace ⇑ presión arterial, ⇓ radio (vasoconstricción)

T = K . r ⇓ . (⇑ Part – Pext) T = K . r . ΔP

T = tensión parietal

Factores que modulan elasticidad muscular

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Aparato juxtaglomerular Respuesta a la disminución de la presión

= células granulares

Aparato juxtaglomerular

= células granulares

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Secreción de Renina por: •  Descenso de la presión sanguínea de la arteriola aferente (que implica una

reducción de la perfusión renal), mediada por baroreceptores locales.

•  Estimulación del sistema simpático mediada por receptores adrenérgicos beta-1 presentes en estas células. En general la actividad del sistema simpático aumenta cuando la presión sanguínea disminuye, lo que a nivel renal provoca la secreción de renina. La actividad del simpático también produce la constricción de la arteriola aferente.

•  Variaciones en la cantidad de NaCl que llega al tubulo contornead distal, detectadas por las células de la mácula densa (debidas a variaciones en la tasa de filtración glomerular, o GFR por sus siglas en inglés).

Regulación neurohumoral del flujo sanguíneo renal

•  Angiotensina II •  Receptores AT1-incremento PLC. Baja el FPR sin alterar VFG

(modifica ambas arterias). Inh secreción renina

•  Norepinefrina •  Receptores α1-incremento PKC, contracción pared •  Receptores ß1-incremento PKA, secreción renina

•  Oxido nítrico

•  Bradicinina •  Formada por la calicreína a partir de cininógeno. Vaso dilata

•  Endotelinas •  Péptido vasocontrictor

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Regulación flujo sanguíneo renal

FSR èFPRè PHGè VFG

≈ VFG

Regulación presión glomérulo

Basal

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Regulación presión glomérulo

Basal

¿Que ocurrirá con la Tasa de filtración glomerular si la resistencia en la arteriola

aferente disminuye ?

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Regulación presión glomérulo

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Reabsorción Tubular

Características de la reabsorción tubular Túbulo Proximal

•  La absorción es isoosmótica

•  cerca del 60-70% del filtrado de Na+ es reabsorbido

•  cerca del 90% de HCO3- es reabsorbido

•  cerca del 55% de Cl- es reabsorbido

•  “100%” de glucosa y aminoácidos son reabsorbidos

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Tipos de transporte en la

Reabsorción

Reabsorción Na+

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Reabsorción Glucosa

- SGLT 1 (g/Na) S2 y S3 - SGLT2 (g/2Na) S1 y S2

180 g/día es filtrada

Reabsorción proteínas y aminoácidos Albumina - 70000 g pasan por glomérulo día

- 8g son filtrados al día

- 30mg son excretados al día

-  Transporte mediado por

receptor (megalina y cubilina)

generando endosomas

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Sistema transportador de aminoácidos

Na+-coupled co-transporters

Na+-H+ exchanger

Apical membrane

Basolateral membrane

Resumen de los principales mecanismos de absorción en el túbulo proximal

also there are water channels (Aquaporins) in the apical and basolateral membranes

80% se absorbe NHE3

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Resumen de los principales mecanismos de absorción en el túbulo proximal

Reabsorción Asa Henle

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Reabsorción rama ascendente gruesa del asa de Henle

NKCC2

Reabsorción tubular asa henle y nefrón distal

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Secreción túbulo proximal

Aniones endógenos AMPc Prostaglandinas Oxalato Ureato

Aniones exógenos Furosemida, acetazolamida, clorotiazida Penicilina Salicilato P-amnohipurato

OAT1  and  OAT3  (organic  anion  transporter  1  and  3)  UAT  (uric  acid  transporter),  NPT1  (sodium  phosphate  transport  protein  1)  MRP4  (mul@drug  resistance  related  protein  4)  and  ABCG2  (ATP-­‐binding  casseGe  transporter  isoform  G2).

Secreción tubular nefrón distal

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Clearence o aclaramiento renal Indica el volumen de plasma limpiado de una sustancia determinada

Cs = Us * V Ps

S = Sustancia Cs = Aclaramiento Us = Concentración orina V = Diuresis (Vol orina) Ps = Concentración plasmática

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Clearence o aclaramiento renal

Clearence renal (glucosa)

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Clearence renal (urea)

Clearence renal (penicilina)

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Flujo sanguíneo renal Representa el 25% del gasto cardiaco FSR ó RBF (ingles) Se autorregula entre presiones de 100 y 200mmHg (Cambios

resistencia vascular). Se estima usando el clearence del acido para-amino-hipurato que mide el flujo plasmático renal. (FPR, es filtrado y secretado)

FPR = CPAH = UPAH * V PPAH

FPR 1 - Hematocrito

FSR =

Tasa de filtración glomerular (TFG ó GFR)

El TFG se mide usando el clearence de inulina La inulina es una sustancia que no secretada ni absorvida

GFR = CIN = UIN * V PIN

El problema se tiene que inyectar inulina a paciente. La creatinina se usa en forma similar y se produce en forma endógena.

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Clearence renal (inulina)

Cs = Us * V Ps

S=Sustancia Cs = aclaramiento Us concentración orina V = diuresis (Vol orina) Ps = Concentración plasmática

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Comparación de Clearence renales