3. Filtración glomerular PDF

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Apuntes de la parte de fisiología renal...

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FILTRACIÓN GLOMERULAR FILTRACIÓN GLOMERULAR La membrana de filtración sirve para que el agua y pequeños solutos pasen a través, no las grandes moléculas. La presión arterial es la fuerza principal que motiva la filtración. Componentes: Endotelio fenestrado Membrana basal Podocitos (entre los pedicelos deja unas hendiduras para la filtración del plasma) Filtrado glomerular: es un ultrafiltrado plasmático ya que no contiene proteínas y contiene iones y sustancias de bajo peso molecular en las mismas concentraciones que en el plasma Factores que condicionan la filtración: el tamaño, forma y carga de las partículas Tamaño: o El poro de los capilares glomerulares no es un factor limitante, ya que caben proteínas como la albúmina. o La membrana basal tampoco es muy selectiva o Lo podocitos son los que componen el diafragma de filtración. Está formado por proteínas entrelazadas como la nefrina, formando un espacio en cremallera. Este es el factor limitante de la filtración. Además, los pies de los podocitos contienen actina, que les permite juntarse o separarse un poco.

Forma: La forma de las moléculas afecta la capacidad de filtración de las macromoléculas. Para un tamaño molecular determinado, una molécula delgada y flexible atraviesa la membrana de filtración glomerular más fácilmente que otra esférica y no deformable. Carga eléctrica. Las células endoteliales y los podocitos están cargados negativamente y la membrana basal tiene proteoglucanos que también. Las cargas negativas excluyen de la Filtración a las grandes moléculas con la misma carga: negativa (Proteínas) Ejemplo de los dextranos para demostrar que una misma molécula cargada positivamente se filtra más que negativamente.

FILTRACIÓN GLOMERULAR Componentes del filtrado glomerular Agua Moléculas orgánicas Glucosa Desechos nitrogenados Urea, ác. Úrico Iones Sodio

Potasio

Aminoácidos Creatinina Cloro

Factores que determinan la concentración glomerular 1. Coeficiente de filtración: características de permeabilidad de la membrana y la superficie de la membrana de filtración. Kf depende de la conductividad hidráulica (permeabilidad al agua) y de la superficie de intercambio de la membrana de filtración glomerular. Kf = 4,2 ml/min/mm Hg 400 veces mayor que el de otros sistemas del organismo. Los cambios en el Kf no constituyen un mecanismo importante de regulación normal día a día del filtrado glomerular. Algunas enfermedades reducen el Kf al reducir el número de capilares glomerulares funcionantes o aumentar el espesor de la membrana capilar. 2. Fuerzas de Starling La sangre llega con una presión generada por la sístole ventricular, que se transmite hasta la arteriola aferente de los capilares glomerulares. Esta presión hidrostática empuja la sangre a los capilares glomerulares (llega con una p=60mmHg, alta) La presión de la cápsula de Bowmann es de unos 15mmHg o menos, muy baja para favorecer el intercambio. Además, la presión coleidosmótica del capilar es de 28mHg (se opone a la filtración) y 0mmHg en la cápsula de Bowmann, ya que no se filtran proteínas. Hay una presión neta de filtración de e17mmHg Perfil de presiones a lo largo del capilar glomerular Debido al volumen de plasma filtrado la presión coloidosmótica del glomérulo se incrementa considerablemente a lo largo del capilar. Por ello, la velocidad de filtración es máxima en el extremo capilar próximo a la arteriola aferente y mínima en el extremo próximo a la arteriola eferente Además, hay otra diferencia con los capilares del resto del organismo: la presión hidrostática del capilar glomerular desciende muy poco porque la resistencia es muy pequeña (los capilares glomerulares están dispuestos en paralelo) Sin embargo, la suma de las presiones que se oponen (azul inferior) va aumentando del extremo aferente al eferente. La filtración es mayor en la arteriola aferente (gradiente mayor) porque la presión coleidosmótica de las proteínas va aumentando a medida que se va filtrando. En contraposición, en los capilares tisulares la presión coleidosmótica no varía apenas; en ellos, llegamos a un punto de equilibrio filtración en que no había movimiento.

FILTRACIÓN GLOMERULAR La Presión Hidrostática Capilar Glomerular esta determinada por la presión arterial y la resistencia de las arteriolas aferente y eferente. Puede sufrir tres tipos de alteraciones: 1. Cambios de la resistencia de la arteriola aferente a. Disminución: i. ↑ Phidrostática ii. ↑ Velocidad de filtrado glomerular (VGF) iii. ↑Flujo sanguíneo renal (FSR) b. Aumento: i. ↓ Phidrostática ii. ↓ Velocidad de filtrado glomerular (VGF) iii. ↓Flujo sanguíneo renal (FSR) 2. Cambios de la resistencia de la arteriola eferente a. Disminución: i. ↓ Phidrostática ii. **Velocidad de filtrado glomerular (VGF) iii. ↑Flujo sanguíneo renal (FSR) b. Aumento: i. ↑ Phidrostática ii. ↑ Velocidad de filtrado glomerular (VGF) iii. ↓Flujo sanguíneo renal (FSR) **La constricción de la arteriola eferente provoca aumentos en la resistencia. Se comporta de forma bifásica y depende de la gravedad de la constricción: Cuando la resistencia aumenta un poco: aumenta el filtrado glomerular Cuando la resistencia aumenta en exceso, disminuye tanto el flujo sanguíneo renal que disminuye el filtrado glomerular (aunque la presión hidrostática esté aumentada) 3. Cambios de la presión arterial a. Disminución: i. ↓ Phidrostática ii. ↓ Velocidad de filtrado glomerular (VGF) b. Aumento: i. ↑ Phidrostática ii. ↑ Velocidad de filtrado glomerular (VGF)

FILTRACIÓN GLOMERULAR La velocidad de filtración Depende de:  Características de permeabilidad de la membrana de filtración y de su superficie.  Presión hidrostática de los capilares glomerulares que favorece la filtración.  Presión hidrostática de la cápsula de Bowman y presión coloidosmótica capilar que se oponen a la filtración. VELOCIDAD DE FILTRACIÓN GLOMERULAR

=

Coeficien te de filtración

x

Presión Neta de Filtració n Glomer ular

= 125 ml/min o 180 l/día

CARGA TUBULAR: Cantidad de una sustancia que se filtra hacia la cápsula de Bowman en la unidad de tiempo CARGA TUBULAR

=

FRACCIÓN DE FILTRACIÓN

Velocidad de filtración glomerular

x

[sustancia] P

Velocidad de filtración glomerular = Flujo plasmático renal

La fracción de filtración es la cantidad de sustancia X que se filtra en un sujeto. La fracción de filtración es alrededor del 20% ¿Por qué se filtran y después se reabsorben grandes cantidades de solutos en los riñones?  Permite a los riñones eliminar con rapidez productos de desecho que dependen sobre todo de la filtración glomerular para su excreción. Ya que filtra 180L de plasma al día.  Permite que los riñones filtren y procesen todos los líquidos corporales muchas veces al día, controlando así de modo preciso y rápido el volumen y la composición de los líquidos corporales. Los cambios electrolíticos se controlan a tiempo real.

FILTRACIÓN GLOMERULAR FLUJO SANGUÍNEO RENAL Definición y valores normales La distribución de la sangre en un organismo en reposo: el sistema circulatorio está organizado en vasos paralelos. Normalmente el flujo de sangre se corresponde con las necesidades de oxígeno; sin embargo, el oxígeno transportado a los riñones supera con mucho sus necesidades metabólicas. El riñón recibe 1,2L/minuto de sangre (20% del Gasto Cardiaco), este elevado Flujo Sanguíneo Renal es necesario para mantener una velocidad de filtrado glomerular alta y refleja la función crítica que desempeñan los riñones en la homeostasia del organismo En el riñón hay una relación lineal directa entre el consumo de oxígeno y la reabsorción de sodio El oxígeno que consume lo utiliza en los procesos de reabsorción, no en su metabolismo tisular.

Funciones del flujo sanguíneo renal  Aporta oxígeno, nutrientes y hormonas a las células de la nefrona y retira el dióxido de carbono y los líquidos y solutos reabsorbidos, devolviéndolos a la circulación general.  Determina indirectamente la velocidad de filtración glomerular.  Modifica la tasa de reabsorción de solutos y agua en el túbulo proximal.  Interviene en la concentración y dilución de la orina.  Libera sustratos para su excreción por la orina. Distribución del flujo sanguíneo renal De toda la sangre que llega, el 98% pasa por la corteza renal, donde se encuentran los glomérulos y el túbulo contorneado proximal (reabsorción). En la médula solo un 2% ya que favorece la concentración de la orina. El relativamente bajo flujo sanguíneo medular permite mantener la hiperosmolaridad del intersticio en esta región del riñón.

FILTRACIÓN GLOMERULAR Regulación del flujo sanguíneo renal

1. Mecanismos de autorregulación o regulación intrínseca Función: impiden los grandes cambios en la filtración glomerular. Además, hay mecanismos adaptativos adicionales en los túbulos renales que les permiten aumentar la reabsorción cuando aumenta la filtración. Objetivo de estos mecanismos: controlar la presión neta de Filtración La Presión Neta de Filtración determina el filtrado glomerular, que, normalmente, tiene un valor promedio de 125 ml/min (180 l/día) La función renal depende de la producción de grandes volúmenes de líquido filtrado y, por ello, la Presión Neta de Filtración, determinante en la producción del filtrado glomerular, se controla de manera muy precisa por medio de la regulación local del flujo sanguíneo o autorregulación, que va a ser fundamental para la función renal

En un intervalo entre 80 y 180mmHg, los mec de aut, mantienen constante el flujo sanguíneo y la velocidad de filtrado glomerular. En cambios más bruscos de presión arterial si que se alteran el flujo y la velocidad de filtrado glomerilar.

FILTRACIÓN GLOMERULAR EN REPOSO

El radio del vaso influye en la resistencia, flujo y presión hidrostática del capilar glomerular. Normalmente estos mecanismos actúan sobre el radio de la arteriola aferente. Carrera: ↑PHid - ↑Presión Neta de filtración – contracción de la arteriola aferente - ↓PHid -↓Presión neta de filtración Descanso: ↓PHid - ↓Presión Neta de filtración – relajación de la arteriola aferente - ↑PHid -↑Presión neta de filtración La principal función de la autorregulación en los riñones es mantener la filtración glomerular relativamente constante que permita un control preciso de la excreción renal de agua y de solutos

1.1 Mecanismo miogénico La pared arteriolar debe su capacidad para regular el flujo sanguíneo a las células musculares lisas que contiene. La distensión de las células musculares provoca de forma refleja su contracción. Ejemplo de distensión la que provoca la presión hidrostática. Un aumento de distensión, provoca contracción del ML y dura tanto como lo haga la distensión.

1.2. Retroalimentación túbulo-glomerular Es el mecanismo autorregulador más importante, en él está involucrado el aparato yuxtaglomerular La macula densa es un sensor de osmolaridad del líquido tubular. Libera un vasoconstrictor, la adenosina, en cantidades proporcionales a la osmolaridad tubular hacia la arteriola aferente. El estiramiento osmótico, como reacción a los cambios en la liberación de ClNa hacia la mácula densa, deforma las membranas como consecuencia de la entrada de agua. Esto estimula la liberación de mensajeros químicos que provocan la vasoconstricción de la arteriola aferente y reducen la secreción de renina.

FILTRACIÓN GLOMERULAR

El Aparato Yuxtaglomerular tiene otro componente, las células yuxtaglomerulares, células musculares lisas diferenciadas de la Arteriola Aferente. Su diferenciación consiste en un citoplasma gránulos de secreción, los cuales contienen RENINA. La RENINA se secreta en respuesta a descensos en la cantidad de sodio, hipovolemia, hipotensión, descensos en el flujo sanguíneo renal o situaciones de estrés La RENINA es un enzima que permite la formación de un vasoconstrictor muy potente: Angiotensina II Liberación de la renina a la arteria aferente, conversión de la angiotensinógeno del capilar glomerular en angiontensina I. Las células endoteliales tienen ECA capaz de convertir angiotensina II, y ésta actuará a la salida, cerrando la arteriola eferente.

FILTRACIÓN GLOMERULAR

2. Regulación extrínseca 2.1. Control nervioso En la persona sana en reposo el tono simpático ejerce poca influencia sobre el flujo sanguíneo renal La actividad del simpático renal sobrepasa el resto de las acciones de control del flujo sanguíneo glomerular sólo cuando el riesgo de muerte es inminente, por ejemplo cuando, como consecuencia de una hemorragia, la pérdida de sangre compromete los flujos Cardíaco y Cerebral, el simpático se activa tanto que produce vasoconstricción con casi ausencia de formación de orina. En situaciones estresantes como miedo, frío, dolor, ejercicio intenso la disminución del flujo sanguíneo renal va a representar un mecanismo de emergencia que

FILTRACIÓN GLOMERULAR permite desviar la sangre hacia la perfusión de órganos como el cerebro y el corazón, más importantes para la supervivencia inmediata. La administración de suero, que aumenta el volumen sanguíneo, restaurará el flujo sanguíneo renal, por disminución de la Actividad Simpática.

2.2. Control hormonal por autacoides (hormonas locales)

La noradrenalina y adrenalina se liberan en la médula adrenal La endotelina, por lesión endotelial NO, no está claro su papel en el funcionamiento normal del riñón Angiotensina II, en principio es vasoconstrictora (a nivel intrarrenal contrae la arteriola eferente), pero impide que descienda la velocidad de filtrado glomerular mediante la síntesis y liberación de prostaglandinas renales. Las prostaglandinas favorecen la relajación de arteriola aferente (en un descenso de la presión arterial) gracias a la actividad simpática y la angiotensina II intrarrenal.

SUMARIO 1. El Filtrado Glomerular se produce por filtración de agua y pequeños solutos a través de la Membrana de Filtración. 2. La Presión neta de filtración es igual a la presión hidrostática glomerular menos la presión coloido-osmótica plasmática y la presión hidrostática en la cápsula de Bowman. 3. El Flujo y la presión sanguínea de la nefrona están continuamente siendo monitorizados y controlados por los mecanismos renales de autorregulación del flujo sanguíneo, con el objeto de mantener relativamente estable la Tasa de Filtrado Glomerular. 4. Sólo en situaciones de grave pérdida de sangre, la actividad simpática sobrepasa todos los mecanismos de autorregulación, contrae los vasos glomerulares disminuyendo el flujo sanguíneo renal, que se distribuirá hacia áreas más críticas....