Renal

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UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE MEDICINA ESCUELA DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS FISIOLOGICAS CATEDRA DE FISIOLOGIA FISIOLOGIA RENAL Dra. Tibisay Rincón Ríos, MgSc, PhD Abril, 2007 OBJETIVOS 1.- Reafirmar conceptos de la Anatomía Funcional del Aparato Urinario. 2.- Analizar Analizar e interpretar los mecanismos de formación de Orina. 3.- Analizar Analizar e interpretar los mecanismos de mantenimiento de la Homestasia. 4.- Analizar y describir la Función de los Riñones como órganos endocrinos. OBJETIVOS 1.- Reafirmar conceptos de la Anatomía Funcional del Aparato Urinario. 2.- Analizar Analizar e interpretar los mecanismos de formación de Orina. 3.- Analizar Analizar e interpretar los mecanismos de mantenimiento de la Homestasia. 4.- Analizar y describir la Función de los Riñones como órganos endocrinos. Los Riñones están diseñados para:  1. Son el 0.5% del peso corporal.  2. Consumen el 7% de la energía total.  3. Reciben del 20-25% del Gasto Cardíaco.  4. El 95% o más de su gasto energético lo usa para transportar el Na +.      El Aparato Uninario  Riñones •  Uréteres •  Vejiga •  Uretra • ANATOMÍA FUNCIONAL DEL RIÑON  Porción Epitelial  Porción Vascular  Porción Endocrina LA NEFRONA Túbulo contorneado proximal Túbulo contorneado distal CORTEZA Glomérulo renal MÉDULA Asa de Henle Túbulo colector EL GLOMÉRULO RENAL Arteriola Eferente Cápsula de Bowman Arteriola Aferente Capilares glomerulares Hoja visceral Hoja Parietal Espacio de Bowman El Glomérulo: Porción Vascular El Glomérulo: Porción Epitelial .     TÚBULO CONTORNEADO PROXIMAL • Se encuentra en la corteza renal  Se encuentra próxima al glomérulo  Presenta células cúbicas altas con ribete en cepillo  Diseñado para reabsorción • • • ASA DE HENLE • Se encuentra en la médula  Revestido por células cúbicas muy bajas • Asa delgada o descendente  P. Delgada: Diseñado especialmente para concentrar la orina • Asa gruesa o ascendente Asa propiamente dicha P. Gruesa: Impermeable al agua, transporte activo de Cloruro • TÚBULO CONTORNEADO DISTAL • Se encuentra en la corteza renal  Se encuentra distal al glomérulo renal •  Revestida por c. Epiteliales bajas sin ribete en cepillo •  Diseñada especialmente para excreción y reabsorción • TÚBULO COLECTOR  Tiene una porción cortical y otra a nivel medular •  Desembocan varios Túbulos Distales de otras nefronas • Túbulo colector  Presenta dos elementos celulares: Células Intercaladas (IC) Células Principales (PC) •  En este lugar ocurre Difusión facilitada de Agua mediado por la HAD • Constitución  Funciones: Órgano receptor  Órgano Endocrino: El Sistema Renina  Angiotensina-Aldosterona. Función Homeostática: Na+, H2O,  Presión Arterial, la Reacción Ortostática.  APARATO YUXTAGLOMERULAR Mácula Densa T. C. Distal Art. Eferente Células mesangiales Art. Aferente Células yuxtaglomerulares BARRERA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR Luz capilar glomerular Espacio de Bowman Endotelio Membrana Basal Podocitos HETEROGENEIDAD DE LA NEFRONA Nefrona Cortical o Superficial (20-30%) Nefrona Medial o Intermedia (60-70%) Nefrona yuxtamedular o profunda (10-15%) CORTEZA Y MEDULA RENAL CORTEZA Porción más externa del parenquima renal  Es Isotónica respecto al plasma Recibe 88 % del FSR  El flujo sanguíneo es rápido y de alta presión • • • • MÉDULA Porción más interna del parenquima renal  Es Hipertónica respecto al plasma Recibe 12 % del FSR  El flujo sanguíneo es lento y de baja presión • • • • CIRCULACIÓN DE LA NEFRONA Arteria interlobulares Arteria Renal Arteria Arcuatas Arteria interlobulillares Sistema Venoso Red Capilar Peritubular Arteriola Aferente Capilar Glomerular Arteriola Eferente La Circulación Renal Tres Microcirculaciones. MICROCIRCULACIONES DE LA NEFRONA 2 ° microcirculación (Capilares peritubulares corticales) 1 ° microcirculación (Capilares glomerulares) 3 ° microcirculación (Capilares peritubulares medulares) Terminaciones Simpáticas 1 : vasomotoras y secretoras. Terminaciones Dopaminérgicas. Receptores: Presorreceptores y quimiorreceptores. FUNCIONES DE LOS RIÑONES Formación de Orina Control de la Presión Arterial Sistémica Control de la Volemia Control de la Concentración de electrolitos Control de Equilibrio Acido-Base Control de la Osmolaridad plasmática Función Endocrino (Eritropoyetina, SRAA, PG, Cininas) Control de la Hemostasia, Funión metabólica FORMACIÓN DE ORINA 1. FILTRACIÓN ORINA GLOMÉRULO RENAL 2. REABSORCIÓN TÚBULO RENAL 3. EXCRECIÓN TÚBULO RENAL FILTRACIÓN GLOMERULAR SANGRE  Es el paso de fluidos y solutos a través del filtro glomerular •  Es un transporte pasivo, a favor de un gradiente de hidrostático •  Material que se filtra: SANGRE •  Lugar del proceso: FILTRO GLOMERULAR •  Filtrado resultante: ULTRAFILTRADO • ULTRAFILTRADO = Componente de sangre - Células - Proteínas  MECANISMOS DE LA FILTRACIÓN GLOMERULAR FUERZAS QUE FAVORECEN Presión Hidrostática del Capilar Glomerular (60 mmHg) FUERZAS QUE SE OPONEN Presión Coloidosmótica del Capilar Glomerular (32 mmHg) Presión del Espacio de Bowman (18 mmHg) Presión Efectiva de Filtración: 60mmHg – 50 mmHg = 10 mmHg COMPOSICIÓN DEL PLASMA vs ULTRAFILTRADO SUSTANCIA PLASMA ULTRAFILTRADO IONES (mEq/L) Sodio (Na) Potasio (K) Cloro (Cl) Bicarbonato (HCO3) 142 5 103 28 142 5 103 28 3.900-5.000 100 26 3 1.1 6-11 100 26 3 1.1 Moléculas Orgánicas (mg/dl) Proteínas Glucosa Urea Acido Urico Creatinina ESTUDIO DE LA FILTRACIÓN GLOMERULAR PARÁMETROS DEL ESTUDIO DE LA FG 1. 2. 3. 4. 5. Flujo Sanguíneo Renal (FSR) = 1.200 ml/min Flujo Plasmático Renal (FPR) = 650 ml/min Volumen/Tasa de Filtración glomerular (VFG) = 125 ml/min Fracción de Filtración (FF) = 20% Coeficiente de Filtración (Kf) = 12,5 ml/min/mmHg FSR + FPR + VFG FF + Kf Clearence Cálculo matemático sencillo DEPURACIÓN O CLEARENCE DEF: Es el volumen de plasma en el que estaba disuelto una sustancia X (indicador) que se elimina en un minuto de función renal SE BASA: Principio de Dilución SUSTANCIA INDICADORA: Requisitos x x x x x x x x xx x DEPURACIÓN O CLEARENCE INDICADORES USADOS:  Creatinina Endógena  Inulina  Otros: Manitol, Hiposulfito de Sodio, Urea, Poliuretano, Radioisótops de Vit. B12, Iodotalamato de Sodio, etc. • • • ECUACIÓN GENERAL: D = Oc x Vm Pc CONVERSIÓN A 1,73 M2 DE SC DEPURACIÓN O CLEARENCE VALOR NORMAL DEL CLEARENCE DE LA CREATININA ENDÓGENA HOMBRE: 103 15,8 ml/min/1,73 m2 = 87-119 MUJER: 97 9,5 ml/min/1,73 m2 = 87-107 VALOR NORMAL DEL CLEARENCE DE LA INULINA HOMBRE: 125 15 ml/min/1,73 m2 = 110-140 MUJER: 110 15 ml/min/1,73 m2 = 95-125 CONSIDERACIONES ESPECILAES DE LA FG 1. La FG varía fisiológicamente con la EDAD Grupo Etario Recien Nacido 4 semanas Mayores de 1 año Hombre Adulto Mujer Adulta Mayor de 40 años Ml/min/1,73 m2 17 50 = al adulto 103 15,8 97 9,7 8,5 ml/min c/10 años 2. La FG es inversamente proporcional a la CREATININA CREATININ A plasmática CÁLCULO DE OTROS PARÁMETROS DE FG 1.FLUJO PLASMÁTICO RENAL (FPR) Volumen de plasma que se le ofrece al riñón en 1 min de función Indicadores: PAH, Diodrast VN: 650 ml/min/1,73 m2 2. FLUJO SANGUÍNEO RENAL (FSR) Volumen de sangre que se le ofrece al riñón en 1 min de función Indicadores: PAH VN: 1.200 ml/min/1,73 m2 3. FRACCIÓN DE FILTRACIÓN (FF) Porcentaje (%) de plasma que se convierte en ultrafiltrado VN: 20% 4. COEFICIENTE DE FILTRACIÓN (Kf) Constante que expresa la Eficiencia del filtro glomerular VN: 12,5 ml/min/mmHg AUTORREGULACIÓN DEL FSR Y VFG TEORÍAS DE AUTORREGULACIÓN 1. Teoría miogénica: . Vasoconstricción refleja por estiramiento . Propiedad contractil de células mesangiales 2. Retroalimentación Tubuloglomerular: . Cambios en la carga tubular de sodio sensado por la Mácula Densa 3. Regulación Extrínseca: Extrínseca: Simpático, Angiotensina II. Oxido Nítrico, REABSORCIÓN TUBULAR ES EL TRANSPORTE DE LÍQUIDO Y SOLUTOS DESDE LA LUZ TUBULAR HACIA EL CAPILAR PERITUBULAR Implica la presencia de transportadores T. ACTIVO: glucosa, aa, lípidos, vitaminas, electrolítos (Na, K, Cl), fosfatos, sulfatos T.PASIVO: Agua, Urea, Cloruro,Fosfato, HCO3 CAPILAR TÚBULO El T.C.Proximal es donde se da basicamente la REABSORCIÓN EXCRECIÓN TUBULAR TRANSPORTE DE SUSTANCIA DESDE LA SANGRE DEL CAPILAR PERITUBULAR HACIA LA LUZ TUBULAR Implica la presencia de transportadores T. ACTIVO: Potasio, hidrogeniones, Uratos, fodfatos, creatinina, glucoronidatos, bases orgánicas (guanidina),fármacos. T.PASIVO: Amonio, Urea, Fármacos CAPILAR TÚBULO TC Distal, T Colector REABSORCIÓN TUBULAR VFG: 125 ml/min 7.500 ml/h 180.000 ml/d 65% 10% (180 L/d) 9.3% 178 L/d 15% ORINA: 800-1.400 ml/d Tasa de Reabsorción de Agua en la Nefrona REABSORCIÓN TUBULAR Glucosa 100% Glucosa 100% Glicemia: 60-110 mg/dl Orina: NO debe haber glucosa REABSORCIÓN y EXCRECIÓN TUBULAR  Agua  Amonio  Agua H+ K+ PO4 Oxalato  Aniones Fosfato GLU  AA Citrato  Agua      . TRANSPORTE MÁXIMO (Tm) ES LA MÁXIMA CANTIDAD DE SUSTANCIA QUE PUEDE SER TRANSPORTADA (REABSORBIDA O EXCRETADA) A TRAVÉS DE LOS TÚBULOS RENALES en una unidad de tiempo. Se expresa como mg/mi n. Se utiliza para detectar la capacidad de transporte de una sustancia que tiene la célula tubular (T. Activo) Tm más usado: Tm de la GLUCOSA (320 mg/min) Tm(reabsorción) = Cantidad filtrada – Cantidad excretada Tm(excreción) = Cantidad excretada – Cantidad filtrada   Pruebas Funcionales Renales.       Dos Exámenes de Orina  Aspecto Color pH  Azúcares reductores Proteínas Cuerpos Cetónicos Hb GR GB Células  A Límpido Amarillo claro 6.1 Negativo Negativo Negativo Negativo 0-2 x campo 0-2 x campo Epiteliales B Turbio.  Amarillo oscuro 6.9 ++ ++ ++ Negativo 0-3 x campo 0-3 x campo Epiteliales    Pruebas Renales Las imágenes       VOLUMEN O TASA DE FILTRACION GLOMERULAR (VFG) (DEPURACION O CLEREANCE DE CREATININA) D (Depuración) = Concentración urinaria de creatinina (Oc) x Volumen minuto (Vm) Concentración plasmática de creatinina (Pc) Datos: Pc = 13,1 mg/dL Oc = 330 mg/dL Volumen de orina de 24 horas = 550 ml/día. Superficie corporal = 1,67 m2 D = Oc x Vm , D = 330 mg/dL x 0,38 ml/min , D = 125,4 , D = 9,57 ml/min Pc 13,1 mg/dL 13,1 2 Corrección con la Superficie corporal: 9,57 ml/min --------- 1,67 m2 X = 9,57 x 1,73 = 9, 91 ml/min X ------------- 1,73 m2 1,67 VFG de 9,91 ml/min ya corregido, está MUY POR DEBAJO de 125 ml/min que es lo normal Calcular Volumen minuto de orina (Vm): 550 ml ----------- 1 día 550 ml ----------- 24 horas 550 ml ----------- 1440 minutos (60 minutos x 24 horas = 1440 minutos en 1 día) X 1 minuto = 550 x 1 / 1440 = 0,38 ml/min Vm 3 1 FUNCIONES NO URINARIAS DEL RIÑON El Riñón en la Homeostasis Es el órgano homeostático por excelencia • Mantiene la constancia del Medio Interno • Modifica a la orina para mantener constante a la sangre • • • • • • • Regulación de la Osmolaridad  La Osmolaridad del plasma: 270-310 mOsm/L y 135-145 mEq/L de Na+ •  Solución Isotónica: Misma osmolaridad que el  plasma •  Solución Hipotónica (hiposmótica): Osmolaridad menor que la del plasma. SUJETO DILUIDO. •  Solución Hipertónica (hipersomótica): Osmolaridad mayor que la del plasma. SUJETO CONCENTRADO. • MEDULA RENAL • •  Es hipertónica con respecto al plasma.  Esta hipertonía se debe a presencia de urea, sodio y cloro.  La rama ascendente del asa de Henle es impermeable al agua y en el túbulo colector sólo se reabsorbe cuando hay HAD. •  La concentración y dilución de la orina se hace en la médula renal. •  LOS VASOS RECTOS (capilares peritubulares medulares) ESTAN DISPUESTOS EN FORMA PARALELA AL ASA DE HENLE, EN SENTIDO CONTRARIO (contracorriente) Y CON BAJA PRESION Y FLUJO Y ALTA POROSIDAD QUE ABSORBE. • SISTEMA HIPOTALAMO-HAD-RIÑON  Hormona antidiurética o Vasopresina •  Se produce en los nucleos supraóptico y  paraventricular del Hipotálamo • Se transporta por neurofisinas a la neurohipófisis •  Estímulos: sensados por el hipotálamo: Osmolaridad plasmática (> 300 mOsm/L), hipovolemia, estado emocional, dolor, otros. •  Receptores: Vascular y Renal • Efectos: Aumento de la permeabilidad del túbulo colector  y distal al agua (poros llamados aquoporins). Aumenta el transporte de Na+  en el túbulo colector. Reduce el flujo sanguíneo en los vasos rectos y produce vasoconstricción. • ) REGULACION EN LA CONCENTRACION DE ELECTROLITOS  EL SODIO: Hiponatremia: Sodio < 135 mEq/L • Hipernatremia: Sodio > 145 mEq/L  EL POTASIO: 3.5  5.5 mEq/L •  –  Hipokalemia: Potasio < 3.5 mEq/L Hiperkalemia: Potasio > 5.5 mEq/L MECANISMO INTEGRADO DE REGULACION DE Na +, K + y PRESION ARTERIAL: DOS GRANDES SISTEMAS HORMONALES: EL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONA Hormona: Renina Sitio de Producción: Células yuxtaglomerulares del AYG Estimulos: Disminución de: Volumen Plasmático (VP) Presión Arterial (PA) Presión del pulso (PP) Sodio plasmático ([Na+]) Y Estímulos Simpáticos. Efectos: Aumento reabsorción de Na+ Aumento excresión de K + Aumento reabsorción de agua Aumento reabsorción de ClAumento síntesis renales de calicreínas y prostaglandinas FACTOR NATRIURETICO ATRIAL Hormona: Atriopeptina o FNA Sitio de producción: Aurícula derecha (AD) y SNC Estímulos: Distensión de la AD Efectos: Vasodilatador Disminuye la Presión Arterial Inhibe la producción de Aldosterona en glándula suprarrenal. Aumenta la excreción de Na + (natriuresis), la de agua Aumenta el Flujo Sanguíneo Renal Aumenta la Filtración Glomerular Disminuye la producción de Renina REGULACION EN LA CONCENTRACION DE ELECTROLITOS • • •  CALCIO Y FOSFORO: Vitamina D y Paratiroidea (PTH)  MAGNESIO  ANIONES: Cloruros REGULACION DE LOS LIQUIDOS CORPORALES Mecanismos: 1. Ingesta exógena: más importante 2. Ingesta endógena: HAD, reabsorción de Na +, Angiotensina II (dipsogénica: aumenta la SED) LA REGULACIÓN DE LA PRESIÓN ARTERIAL PRESION ARTERIAL = GASTO CARDIACO x RESISTENCIA PERIFERICA volumen de sangre vasoconstricción / vasodilatación SISTEMAS REGULADORES DE LA PRESION ARTERIAL: PA 1. SISTEMA RAPIDO (ACTUA INMEDIATAMENTE): SISTEMA NERVIOSO. Se compone de barorreceptores ubicados en las carótidas, la Aorta y el AYG, centros nervisos, nervios simpáticos al corazón ( 1) y se produce TAQUICARDIA REFLEJA. 2. SISTEMA INTERMEDIO: Secreción ANGIOTENSINA-ALDOSTERONA. 3. SISTEMA TARDIO O A LARGO PLAZO (MAS IMPORTANTE): EL RIÑON. A traves del SISTEMA VOLUMEN-PRESION. Volumen (regulación de los líquidos corporales y Na+). Presion (producción de factores vasoconstrictores y vasodilatadores) Hormonal. SISTEMA RENINA- • •  pH   1   H    pH    pK   log   pH    log H  [ HCO3 ] [ H 2CO3 ]  pH    pK   log [ HCO3 ] [ H 2CO3 ]  pH   6.1  log 20 pH   6.1  1.3  7.4 Anhidrasa Carbónica    Rápido e inmediato. Fugaz. Débil.     pH    HCO3  pCO2 ♥ ♥ ♥ ♥ ♥ ♥ El Riñón regula el pH arterial a través de 4 mecanismos  Secreción activa de H + • • Reabsorción de Na+ y HCO3  Interacción o balance entre H + secretado y HCO3 filtrado •  Transporte del exceso de H + producidos y no amortiguados • DESVIACIONES DEL PH  pH    HCO3  pCO2 Valores normales:  pH: 7.35-7.45 HCO3: 22 a 28 mEq/L  pCO2: 35 a 45 mmHg ACIDOSIS: Cuando el pH < 7.35 y puede ser de 2 tipos: Metabólica: Cuando se debe a una disminución de HCO 3 Respiratoria: Cuando se debe a un aumento de pCO 2 ALCALOSIS: Cuando el pH > 7.45 y puede ser de 2 tipos: Metabólica: Cuando se debe a un aumento de HCO 3 Respiratoria: Cuando se debe a una disminución de pCO 2 REGULACION DE LA FORMACION DE ERITROCITOS ERITROPOYETINA Estímulo: HIPOXIA Organo blanco: MO Célula Blanco: UBF-E Efecto: ESTIMULA LA ERITROPOYESIS FUNCION ENDOCRINA DEL RIÑON 1. Sistema Eritropoyético: ERITROPOYETINA (hipoxemia) 2. Sistema RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONA 3. Sistema CALICREINAS-CININAS 4. Las PROSTAGLANDINAS RENALES 5. La MEDULOLIPINA O MEDULINA 6. La URODILATINA 7. La ADRENOMODULINA 8. Sistema de la VITAMINA D 9. Otros: OXIDO NITRICO, ENDOTELINA, DOPAMINA Sistema CALICREINAS-CININAS Pre-calicreínas Calicreínas (Riñón, otros) Cininógeno (hígado) CININAS VASODILATACION ( PA)  Las PROSTAGLANDINAS RENALES •  Son lípidos o ácidos grasos poli-insaturados  Principales son: PGE 2, PGF2, PGI2 (prostaciclina) y TXA 2 (tromboxano) •  Efectos fisiológicos: Variados. Vasodilatación y Vasoconstricción. • La MEDULOLIPINA O MEDULINA  Producidas por la médula renal (células intersticiales) • • Efecto Vasodilatador, PA, tono simpático y FC  Son productos derivados del ácido araquidónico por el sistema mitocondrial citocromo P 450. • La URODILATINA  Hormona peptídica natriurética producida por las células de los túbulos colectores y distales. • • • Estímulos: PA, Volumen extracelular  Efectos Fisiológicos: • Vasodilatación de la arteriola aferente y vasoconstricción de la eferente. Inhibe la reabsorción de ClNa y H2O en porción medular del túbulo colector. • La ADRENOMODULINA MICCION • • • • • •  Es el acto final de la función del Sistema Urinario  Su objetivo final es eliminar la orina al exterior Aunque la formación de orina es contínua, su eliminación es intermitente  Esta controlada por el sistema nervioso (SNA + SNS)  Proporciona calidad de vida al ser humano  Definicion: Proceso a través del cual la vejiga urinaria se vacía cuando se encuentra llena. Posee 2 pasos: 1. Llenado progresivo de la vejiga urinaria con orina hasta que la presión de sus paredes supera el umbral que desencadena el segundo paso. 2. Desencadenamiento de un reflejo nervioso denominado REFLEJO MICCIONAL, que permite el vaciamiento o produce el deseo constante de orinar. APARATO URINARIO • •  RIÑON: Productor de orina  SISTEMA COLECTOR O CONDUCTO EXCRETOR: • •  Los cálices  La pelvis renal  Los ureteres (músculo liso, rica en inervación, contracción segmentada y peristáltica). • •  La vejiga urinaria (recipiente musculomembranoso)  Cuerpo o Fundus: M. Detrusor. Se contrae hasta 40-60 mmHg y desencadena el reflejo. (SNA) •  Cuello vesical (uretra posterior): termina en el esfinter interno (m.liso) • •  La uretra: termina en el esfinter externo (m. esquelético). INERVACION DE LA VEJIGA  Nervios pelvianos (fibras sensitivas y motoras) • •  Conectan a la vejiga con la médula sacra S2-S3  F. sensitivas sensan DISTENSION DEL DETRUSOR  F. motoras autonómicas parasimpáticas: ganglio en pared vesical, provocan contracción del detrusor. •  Nervios pudendos (fibras somáticas voluntarias) •  Inervan el esfinter vesical externo (SNS: a.a. médula)  Nervios hipogástricos (fibras simpáticas: médula lumbar) Transporte de la Orina  La orina fluye pasivamente de los túbulos colectores a los cálices •  Presiones de 6-10 mmHg ponen la orina dentro del ureter •  Distensión del ureter desencadena la contracción peristáltica •  Parasimp. aumenta el peristaltismo y Simp. lo disminuye. •  Cierre de la unión ureteropélvica •  Orina entra a la vejiga por el trígono vesical •  Detrusor contraído cierra las uniones ureterovesicales •  Trastornos de conducción: Litiasis y Reflujo • Llenado de la Vejiga urinaria  Vacía: 0 cm H 2O •  Hasta 300-400 ml: aumento progresivo de la presión •  A partir de 300-400 ml: incremento rápido con poco volumen •  Con 300-400 ml se activan los receptores de estiramiento, deseos de orinar •  Capacidad vesical máxima: Doble volumen. Sensación de dolor •  Ondas de micción: pasajeras. • Reflejo Miccional  Reflejo autonómico exclusivo de la médula espinal •  Receptores sensitivos en uretra posterior •  Reflejo de los nervios pudendos hasta el esfínter externo. •  Facilitación e inhibición de la micción por el encéfalo. •