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8-Depuración o Aclaramiento Plasmático Renal Guyton-Fisiologia
Fisiologia (16016)
Universidad del Norte
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Depuración o
Aclaramiento
Plasmático Renal
La depuración plasmática renal es el volumen de plasma del cual se elimina una sustancia en un minuto por excreción de orina, su medición es ml/min; se refiere a la capacidad de los riñones para remover moléculas de sustancias del plasma sanguíneo y excretarlas en la orina. La formula para determinar la depuración renal es la misma para calcular GFR*: Cx = V * Ux Px Donde:
- Cx = Depuración plasmática renal de la sustancia (x) (ml/min) V = Volumen de orina por minuto (ml/min) Ux = Concentración de la sustancia (x) en orina (mg/ml) Px = Concentración plasmática de la sustancia (x) (mg/ml)
- GFR o Tasa de filtrado glomerular, es el volumen de plasma sanguineo filtrado por minuto por los riñones. Esta medida es muy importante para valorar la salud de los riñones. Valor normal= 120ml/min.
Procesos de transporte de moléculas en la depuración renal
Procesos de la depuración plasmática renal Filtración Proceso por el cual las moléculas pasan de los capilares y a través la membrana de la capsula de Bowman para posteriormente formar parte de la orina, según las necesidades del cuerpo Reabsorción Las moléculas son transportadas desde el ultrafiltrado tubular hacia la sangre, reduciendo la depuración renal de tales moléculas de la sangre. Secreción Proceso opuesto a la reabsorción. Las moléculas son transportadas de la sangre peritubular a través de las células epiteliales tubulares al filtrado del túbulo. Excreción : Se trata del deshecho del filtrado al exterior por medio de la orina, lográndose así la depuración.
Depuración renal de algunas sustancias Proteinas Esta sustancia no es filtrada, esto significa que su tasa de depuración renal es de 0. Inulina Esta sustancia se filtra pero no se reabsorbe ni se secreta. La cantidad de inulina filtrada es igual a la cantidad de inulina excretada en la orina. Por ello sirve como marcador glomerular. Su tasa de depuración renal es igual a la GFR (115-125 ml/min). Urea La urea se filtra y es parcialmente reabsorbida, su tasa de depuración renal es menor a GFR. Glucosa
La glucosa se filtra y se reabsorbe por completo, por ello la tasa de depuración renal es igual a 0.
PAH (Ácido paraaminohipurico)
Esta molécula es filtrada y secretada, como no es reabsorbida, su tasa de depuración renal es mayor que la GFR ( aproximadamente 625ml/ min)
K+ (Potasio)
Este ion es filtrado, reabsorbido y secretado, su tasa de depuración renal es variable y depende de su concentración y necesidades del cuerpo humano.
En la medida que el filtrado glomerular pasa por los túbulos renales, fluye de forma consecutiva por sus diferentes partes(túbulo proximal, asa de Henle, túbulo distal, túbulo colector, y el conducto colector) antes de eliminarse por la orina. A lo largo de este recorrido algunas sustancias se absorben selectivamente volviendo a la sangre, mientras que otras se secretan desde la sangre a la luz tubular. Finalmente la orina ya formada por las diferentes sustancias que ella contiene, representan la suma de los tres procesos básicos que se producen en el riñón(filtración, reabsorción y secreción tubular)
Excreción urinaria= filtrado glomerular- reabsorción tubular+ secreción tubular
Para algunas sustancias es mas importante la reabsorción que la secreción en lo que se refiere a su excreción final por la orina. Pero la secreción es la responsable de cantidades significativas de iones potasio e hidrogeno, y otras sustancias que aparecen en la orina.
Reabsorción tubular selectiva
La intensidad con que una sustancia se filtra se calcula de la siguiente forma:
Filtración= Filtrado glomerular x Concentración plasmática
Cuando se realiza este calculo se supone que la sustancia no está unida a las proteínas del plasma. Los procesos de filtración glomerular y de reabsorción tubular son cuantitativamente intensos en comparación con la excreción de otras sustancias. Esto significa que un pequeño cambio en el filtrado glomerular o en la reabsorción tubular podría causar un cambio relativamente importante en la excreción urinaria. Si la reabsorción tubular disminuye el volumen de orina aumentaría, si el filtrado glomerular permaneciera constante. Los cambios entre la reabsorción y el filtrado están muy bien coordinados, de manera tal que no se producen cambios importantes en la excreción de orina. La filtración glomerular carece de selectividad, es decir que casi todos los solutos del plasma se filtran excepto las proteínas o las sustancias unidas a ellas. Algunas sustancias como la glucosa y los aminoácidos se reabsorben completamente en los túbulos, por lo que su excreción es nula. Otros iones del plasma como cloro, bicarbonato, sodio también se reabsorben mucho, pero su reabsorción excreción depende de las necesidades del organismo. Otros productos de desecho como la urea y la creatinina se reabsorben mal en los túbulos, por lo que se excretan en cantidades relativamente grandes. Por lo tanto al controlar la intensidad de reabsorción de determinadas sustancias, el riñón regula la excreción de los solutos de forma independiente entre si. Una facultad esencial para el control de la composición de los líquidos corporales. Reabsorción tubular. Mecanismo pasivo y activo Para que una sustancia sea reabsorbida primero debe ser transportada: (1) a través de las
reabsorben a través de la membrana basolateral hacia el liquido intersticial. Como la pinocitosis necesita energía se considera un transporte activo.
Sustancias que se transportan de forma activa pero no exhiben transporte máximo.
Existen solutos con transporte activo que muestran en ocasiones transporte máximo, esto es debido a que el sistema transportador se satura a medida que la carga tubular aumenta. Las sustancias que se reabsorben de forma pasiva no muestran un transporte máximo porque la intensidad de su transporte está determinada por:
- gradiente electroquímico para la difusión de la sustancia a través de la membrana
- permeabilidad de la membrana para la sustancia
- tiempo que el liquido que contiene la sustancia permanece dentro del túbulo. A este tipo de transporte se le denomina gradiente-tiempo, porque la intensidad del transporte depende del gradiente electroquímico y del tiempo que la sustancia permanece en el túbulo, lo que a su vez depende del flujo tubular.
Reabsorción de cloro, urea y otros solutos por difusión pasiva
Cuando se reabsorbe sodio a través de la célula epitelial tubular, se transportan iones negativos como el cloro junto al sodio debido a los potenciales eléctricos. El transporte de sodio con carga positiva fuera de la luz deja el interior con carga negativa con respecto al liquido intersticial. Esto hace que los iones de cloro difundan pasivamente a través de la vía paracelular. Se produce una reabsorción adicional de cloro por un gradiente de concentración que se forma cuando el agua se reabsorbe del túbulo por osmosis, lo que concentra los iones de cloro en la luz tubular. Por tanto la reabsorción activa de sodio esta muy bien acoplada a la reabsorción pasiva de
cloro a través de un potencial eléctrico y un gradiente de concentración de cloro. Los iones de cloro también pueden reabsorberse mediante un transporte activo secundario. El mas importante de los procesos activos secundarios para la reabsorción del cloro consiste en el co-transporte del cloro con el sodio a través de la membrana luminal. la urea también se reabsorbe de forma pasiva de los túbulos, pero en menor grado que los iones de cloro. En la medida que el agua se reabsorbe de los túbulos( por osmosis acoplada al sodio) la concentración de urea en la luz del túbulo aumenta. Esto crea un gradiente de concentración que favorece la reabsorción de urea. En algunas partes de la nefrona principalmente en el túbulo colector de la médula interna, la reabsorción pasiva es facilitada por transportadores específicos de la urea. A pesar de todo solo la mitad de la urea que se filtra por los capilares glomerulares se reabsorbe, el resto pasa a formar parte de la orina. La creatinina por ser una molécula mayor prácticamente no atraviesa la membrana tubular. Por tanto casi nada de la creatinina filtrada se reabsorbe, por lo que es eliminada en la orina. Reabsorción y excreción a lo largo de las diferentes partes de la nefrona Los túbulos proximales tiene una elevada capacidad de reabsorción activa y pasiva La elevada capacidad de reabsorción de los túbulos proximales se debe a las características especiales de sus células. Estas células tienen un alto metabolismo y un gran numero de mitocondrias para apoyar los potentes procesos de transporte activos. En la primera mitad el sodio se reabsorbe mediante co-transporte junto a la glucosa, aminoácidos y otros solutos. Pero en la segunda mitad pocos aminoácidos y glucosa quedan por reabsorberse. En cambio el sodio se reabsorbe ahora con iones de cloro. La segunda mitad del túbulo proximal tiene una mayor concentración
de cloro comparada con la primera mitad, porque cuando se reabsorbe el cloro se transporta con glucosa , bicarbonato e aniones orgánicos en la primera parte del túbulo proximal, dejando atrás una solución que contiene mayor concentración de cloro. En la segunda mitad la mayor concentración de cloro favorece la difusión desde la luz tubular a través de las uniones intercelulares hacia el liquido intersticial renal.
Concentración de solutos a lo largo del túbulo proximal
La cantidad de sodio en el liquido tubular se reduce , pero su concentración permanece casi constante, ya que la permeabilidad al agua en los túbulos proximales es tan grande que la reabsorción de agua va a la par con la reabsorción de sodio. Otros solutos orgánicos como la glucosa, los aminoácidos y el bicarbonato, se absorben con mucha mayor avidez que el agua, de manera que su concentración se reduce mucho a lo largo de la longitud del túbulo proximal. La concentración de solutos que refleja la osmolaridad en el túbulo proximal, sigue siendo la misma por la permeabilidad elevada de esta parte de la nefrona al agua. El túbulo proximal también es un lugar importante para la secreción de ácidos y bases orgánicas como sales biliares, oxalatos, el urato y las catecolaminas. Muchas de estas sustancias son el resultado final del metabolismo y deben eliminarse rápidamente del organismo.
Transporte de solutos y agua en el Asa de Henle
El Asa de Henle consta de tres porciones con funciones diferentes: segmento descendente fino, segmento ascendente fino y el segmento ascendente grueso. Los segmentos descendentes y ascendentes finos tienen membranas epiteliales finas sin bordes en cepillo, pocas mitocondrias y niveles mínimos de actividad metabólicas. La parte ascendente del
segmento fino es muy permeable al agua y moderadamente a algunos solutos, incluidos la urea y el sodio. La función de este segmento es permitir la difusión simple de las sustancias a través de sus paredes. El 20% del agua se absorbe en el Asa de Henle en su porción descendente fina. La rama ascendente incluye su porción fina y gruesa, casi impermeable al agua. Una característica importante para concentrar la orina. El segmento grueso de la porción ascendente tiene células epiteliales gruesa, con una elevada actividad metabólica y una capacidad activa de reabsorción de sodio, cloro y potasio. Túbulo distal El segmento grueso de la rama ascendente del Asa de Henle se vacía en el túbulo distal. La porción inicial del túbulo distal forma parte del complejo yuxtaglomerular que proporciona un control de retroalimentación del FG y del flujo sanguíneo en esa misma nefrona. La siguiente porción del túbulo distal esta muy contorneada y cuenta con muchas de las características reabsortivas del segmento grueso de la rama ascendente. Es decir reabsorbe con facilidad la mayoría de los iones incluidos sodio , potasio y cloro, pero es casi totalmente impermeable al agua y a la urea. Por esta razón se le denomina segmento diluyente, porque también diluye el liquido tubular. Porción final del túbulo distal y túbulo colector cortical Compuestos por dos tipos especiales de células, principales e intercaladas. Las células principales reabsorben sodio y agua de la luz y segregan iones potasio a la luz. Las células intercaladas reabsorben iones potasio y iones hidrogeno a la luz tubular. La reabsorción de sodio y la secreción de potasio por las células principales depende de la acción de la bomba ATPasa de sodio-potasio presente en la membrana basolateral de cada célula. Esta bomba mantiene concentraciones bajas de sodio dentro de la célula, por tanto favorece la
capilares glomerulares. Los cambios en la reabsorción en los capilares peritubulares pude influir en las presiones hidrostáticas y coloidosmoticas del intersticio renal, y en la reabsorción del agua y los solutos desde los túbulos renales.
Valores normales de las fuerzas físicas y de la intensidad de reabsorción
A medida que el filtrado glomerular pasa por los túbulos renales, mas del 99% del agua y los solutos se reabsorben normalmente. El líquido y los electrolitos se reabsorben desde los túbulos hacia el intersticio renal, y desde allí a los capilares peritubulares. La reabsorción capilar normal es de 124ml\ min. La reabsorción a través de los capilares peritubulares se puede calcular de la siguiente manera:
Reabsorción= Kf x fuerza de reabsorción neta Las fuerzas de reabsorción neta representan la suma de las fuerzas hidrostáticas y coloidosmoticas que se oponen o favorecen a la reabsorción a través de los capilares peritubulares. Estas fuerzas son:
- Presión hidrostática dentro de los capilares peritubulares que se opone a la reabsorción.
- Presión hidrostática dentro del intersticio renal fuera de los capilares, que favorece la absorción.
- Presión coloidosmotica de las proteínas plasmáticas en el capilar peritubular que favorece la reabsorción.
- Presión coloidosmotica de las proteínas dentro del intersticio renal, que se opone a la reabsorción
La presión capilar peritubular mide aproximadamente 13 mm Hg y la presión hidrostática en el liquido intersticial renal es de un promedio de 6 mm Hg, existe un gradiente positivo de presión hidrostática entre el capilar peritubular y el liquido intersticial de unos 7mm Hg, que se opone a la reabsorción de liquido. Esto supera la
compensación que realizan las presiones coloidosmoticas que favorecen la absorción. La presión coloidosmotica del plasma que favorece la absorción es de unos 32 mm Hg, y la presión coloidosmotica del intersticio que se opone a la reabsorción es de 15 mm Hg, lo que da lugar una fuerza osmótica neta de 17 mm Hg que favorece la absorción. Entonces si restamos las fuerzas hidrostáticas que se oponen a la reabsorción(7 mm Hg) a las fuerzas coloidosmoticas netas que se oponen a la reabsorción(17 mm Hg) nos da una fuerza de reabsorción neta de 10 mm Hg. El otro factor que contribuye a la elevada reabsorción de liquido en los capilares es el elevado coeficiente de filtración(Kf), debido a la elevada conductividad hidráulica y el gran área superficial de los capilares.
Regulación de las fuerzas físicas en el capilar glomerular
Las dos determinantes de la reabsorción peritubular que están influenciadas directamente por cambios hemodinámicos son las presiones hidrostáticas y coloidosmoticas de los capilares peritubulares. La presión hidrostática capilar peritubular está influenciada por la presión arterial y la resistencia en las arteriolas aferentes y eferentes: 1) si se produce un aumento de la presión arterial, aumenta la presión hidrostática capilar peritubular y reduce la reabsorción. Este efecto lo amortiguan hasta cierto punto los mecanismos autoreguladores que mantienen un flujo sanguíneo renal relativamente constante. 2) el aumento en la resistencia en las arteriolas aferentes o eferentes reduce la presión hidrostática capilar peritubular y tiende a aumentar la reabsorción. La segunda determinante en la reabsorción capilar peritubular es la presión coloidosmotica del plasma. La elevación de la presión coloidosmotica aumenta la reabsorción capilar
peritubular. La presión coloidosmoticas de los capilares peritubulares está determinada por:
- Presión coloidosmotica sistémica. Al aumentar la concentración plasmática de proteínas en sangre tiende a aumentar la presión coloidosmotica capilar, con lo que aumenta la reabsorción.
- La fracción de filtración. Cuanto mayor es la fracción de filtración, mayor es la fracción de plasma filtrada a través del glomérulo, y en consecuencia, mas concentrada se queda la proteína en el plasma que queda detrás. Entonces al aumentar la fracción de filtración aumenta la reabsorción peritubular. Debido a que la fracción de filtración es el cociente FG\ flujo plasmático renal. El aumento de la fracción de filtración puede producirse por: aumento del FG o una reducción del flujo plasmático renal.
Los cambios que se produzcan en el Kf capilar peritubular también pueden influir en la reabsorción, por que el Kf es una medida de la permeabilidad y del área superficial de los capilares. El aumento del Kf aumenta la reabsorción, mientras que su reducción disminuye la reabsorción capilar peritubular.
Presiones hidrostáticas y coloidosmoticas en el intersticio renal
Los cambios en las fuerzas físicas en los capilares peritubulares influyen en la reabsorción tubular al cambiar las fuerzas físicas en el intersticio renal que rodean a los túbulos. Una disminución en la fuerza de reabsorción a través de las membranas capilares peritubulares, causado por un aumento de la presión hidrostática capilar peritubular o un descenso en la presión coloidosmotica capilar peritubular, reduce la captación de líquidos y solutos desde el intersticio hacia los capilares peritubulares. Estos cambios hacen que aumente la presión hidrostática en el liquido intersticial renal y se reduzca la presión coloidosmotica en el liquido intersticial debido
a la dilución de las proteínas en el intersticio renal. Estos cambios a su vez después, reducen la reabsorción neta de liquido desde los túbulos renales hacia el intersticio, en especial en los túbulos proximales. Efectos de la presión arterial sobre la diuresis.
Pequeños incrementos en la presión arterial provocan en ocasiones aumentos en la excreción urinaria de sodio y agua, fenómenos conocidos como natriuresis por presión y diuresis por presión. Debido a los mecanismos autoreguladores el aumento de la tensión arterial entre los limites de 75 mm Hg y 160 mm Hg suele tener un pequeño efecto sobre el flujo sanguíneo renal y el FG. El ligero aumento del FG que se produce, contribuye en parte al efecto de la presión arterial sobre la diuresis. Cuando la autorregulación del FG, está deteriorada como ocurre a menudo en las nefropatías, el aumento de la tensión arterial da lugar a incrementos mucho mayores del FG. Un segundo efecto del aumento de la tensión arterial que incrementa la diuresis, es que reduce el porcentaje de la carga filtrada de agua y sodio que reabsorben los túbulos. Los mecanismos responsables de este efecto son: un ligero aumento en la presión hidrostática capilar peritubular, en especial en los vasos rectos de la medula renal, y un posterior aumento en la presión hidrostática en el liquido intersticial renal. Control hormonal de la reabsorción tubular
La aldosterona aumenta la reabsorción tubular de sodio y la secreción de potasio. La aldosterona secretada en la corteza suprarrenal es un regulador importante de la reabsorción de sodio y la secreción de potasio en los túbulos renales. Su principal lugar de acción son las células principales del túbulo colector cortical. Este mecanismo lo realiza estimulando la bomba ATPasa sodio-potasio, en
quizás en partes mas distantes de túbulo renal. Aumenta la liberación de renina y la formación de angiotensina II, lo que contribuye al aumento de la reabsorción y reducción de excreción renal de sodio.
Métodos de aclaramiento para cuantificar la función renal
Aclaramiento renal de una sustancia es el volumen de plasma que queda completamente desprovisto de la sustancia por unidad de tiempo. Este concepto es algo abstracto, pues no hay un volumen de sustancia que quede totalmente aclarado de una sustancia. El aclaramiento renal es una forma útil de medir la función excretora renal. Puede usarse además para cuantificar el flujo de sangre que pasa por los riñones, así como sus funciones básicas.
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Materia: Fisiologia (16016)
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