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 FILTRACIÓN: Se realiza en el corpúsculo de cada nefrona, a través de una superficie de filtración compuesta por el endotelio capilar (con poros de 50 a 100 um de diámetro); membrana basal glomerular (matriz de gel cargada negativamente); capa visceral de la cápsula (con podocitos que rodean al capilar, dejando espacios libres (en rendija) de unos 20 nm de fina membrana con poros a su vez (diafragma de la rendija). Este filtro impide el paso a particulas cargadas mayores de 4,5 nm de diámetro.
Las células mesangiales (1/3 del total de las células corpusculares) contactan tanto con el endoterlio como con la membrana basal. Tienen características contráctiles y su activación simpática determina variación de la superficie de filtración. El 20% de éstas tienen características macrofagocitarias.
CUANTIFICACIÓN DE LA FILTRACIÓN: Se consigue calculando la depuración de un soluto indicador que se filtre totalmente a su paso por el riñón. Por ejemplo la inulina y la creatinina. La Dinulina es igual a 125 ml/min. o lo que es igual: la VELOCIDAD DE FILTRACIÓN GLOMERULAR (VFG) o TASA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR (TFG) o ÍNDICE DE FILTRACIÓN GLOMERULAR (IFG), por lo tanto, de los 700 ml de plasma/min se filtran 125. Es decir, la FRACCIÓN DE FILTRACIÓN (FF)O CARGA TUBULAR (CT) será VFG/FPR = 0,18. Refiriéndonos a la superficie corporal (1,73 m2) para mujeres jóvenes será de 110 ± 15 ml/min y varones jóvenes 120 ± 15 ml/min. A medida que aumenta la edad, disminuye la VFG. En clínica se utiliza la creatinina (producto de la degradación metabólica de la fosfocreatinina muscular), aunque en el hombre los túbulos la secretan entre un 10 y un 15%, se compensa con la sobrevaloración entre un 10 y 15% en el método colorimétrico de su medida. Su representación gráfica muestra que existe una relación inversa entre su concentración en plasma y la VFG. Así cada duplicación de su valor en plasma (normal: 1 mg/dl) se reduce a la mitad la VFG.
La filtración se realiza siguiendo la ecuación de Starling es decir: VFG = Kf x Pef = Kf x(Pcg-Pcb-Poc)
Kf es el coeficiente de ultrafiltración y expresa la facilidad conque la membrana de filtración permite el paso de solución líquida a su través. Viene definida por la permeabilidad de la membrana y el área de la misma. Si Kf aumenta, la ultrafiltración será más rápida y se alcanzará antes la presión de equilibrio.
Pef: presión efectiva de filtración.
Pcg: presión hidrostática del capilar glomerular cuyo valor normal es de 55 mmHg, presión que varia poco a lo largo del capilar, por lo que domina la fuerza neta de filtración. Depende tanto de los cambios en la resistencia de la arteriola aferente como en la de la eferente.
Pcb: presión hidrostática en la cápsula de Bowman, con un valor pequeño dado que el líquido filtrado pasa inmediatamente al túbulo. Depende de la VFG y de que no haya onstrucción tubular.
Poc: Presión oncótica de las proteínas plasmáticas, que crece hacia el final del glomérulo por la disminución de volumen líquido filtrado, oponiéndose a dicha filtración. Sin embargo no supera a la caída de Pcg, por lo que no se alcanza la presión de equilibrio en el glomérulo y se mantiene la filtración en toda su longitud. Variaciones de Poc pueden darse en estados de deshidratación, hipopreteinemia e incluso con un FSR lento.
Aunque el FSR es muy constante por la autorregulación renal, cuando se sobrepasan los límites fisiológicos supone cambios importantes en la VFG.
FUNCIÓN TUBULAR
La carga tubular (18% de VFG) es la solución con la que trabajarán las células tubulares. En los diferentes segmentos tubulares se van a realizar, para la mayoría de los solutos, procesos de secreción (paso de sustancias desde el plasma a la luz tubular) y procesos de reabsorción (paso de sustancias desde la luz tubular al plasma), lo que al final determina que la composición final de la orina sea diferente a la inicial de la carga tubular (similar al plasma excepto en proteínas). Además, el túbulo será responsable del volumen final de la orina (el cual no se corresponde con su osmolalidad) y del volumen líquido corporal, regulado hormonalmente. También es un elemento fundamental en la regulación del pH del medio interno.
 La sangre utilizada para los procesos de reabsorción y secreción tubular procede de la circulación capilar peritubular cuyo flujo será FPRp = FPRr - VFG = 575 ml/min; con una presión hidrostática menor de 15 mmHg y una presión oncótica mayor de 30 mmHg, lo que supone una fuerza neta de reabsorción en el túbulo proximal.
La ecuación de la función tubular es: [S]o x Vo = [S]p x VFG + St, donde St es transferencia tubular del soluto. Si St es cero sola habrá filtración; si es mayor de cero habrá secreción y si es menor de cero habrá reabsorción.
El estudio de la función tubular se realiza mediante técnicas de micropunción y mediante vesículas de epitelio tubular.
En el túbulo se dan todos los mecanismos de transporte transepitelial:
- Vía intercelular: movimiento de agua y solutos mediante arrastre por solvente.
- Vía transcelular: mediante transportadores activos primarios y secundarios, así como mediante transporte facilitado (antitransporte y cotransporte). Muchos de estos transportadores muestran saturación por lo que tienen un transporte máximo. También se da la difusión de solutos, muchos de ellos dependiente del pH pues la forma difusible es la no disociada. El motor de todos los movimientos de solutos y agua a través de la superficie transepitelial, son las bombas de Na/K ubicadas en la membrana basolateral.
TOPOGRAFIA FUNCIONAL DEL TÚBULO. (Ver figura manejo tubular del sodio).
TÚBULO PROXIMAL: En él se realiza la reabsorción y secreción casi total de los principales solutos, además de la reabsorción del 70% del agua filtrada. El motor de estos procesos son las bombas de sodio/potasio ubicadas en la membrana basolateral de sus células. La mayoría de los solutos son reabsorbidos o secretados por transporte facilitado, donde predomina el ligado al transporte de sodio, debido al "vacío" de sodio que se produce en la célula por la actividad continua de las bombas basolaterales de sodio/potasio. Mediante cotransporte con sodio se reabsorbe la glucosa, los aminoácidos, los fosfatos, sulfatos, etc. Este tipo de transporte presenta saturación y por tanto un máximo (Tm). Significa que a partir de cierta concentración del soluto en plasma (umbral), todo exceso en la filtración se excretará. Mientras no se alcance el umbral todo lo filtrado será reabsorbido. Como cada nefrona presenta un Tm diferente, la representación gráfica de este comportamiento en el riñón muestra un bisel en la curva de excreción, que no se hace lineal hasta que todos los transportadores para esa sustancia alcanzan su Tm. Importante es el antitransporte sodio/hidrogenión (NHE3) ya que facilita la secreción de hidrogeniones y la recuperación del bicarbonato filtrado (este antitransporte es regulado hormonalmente, se inhibe con la PTH y el glucagón y se activa con la angiotensina II, alfa-catecolaminas o la endotelina 1).
En la parte final del TP el aumento de la concentración de cloruro hace que éste junto al sodio pasen en forma de ClNa por las uniones intercelulares. El sodio también se reabsorberá ligado a la secreción de aniones orgánicos y como consecuencia de la actividad de la bomba apical de hidrogeniones (actividad que depende del pH celular). Hay diferencias regionales de estos transportadores, de forma que en S1 y S2 los contransporatores con Na son menos específicos pero con mayor capacidad. Miengras que en S3 éstos son mucho más específicos pero con menos capacidad.
El potasio se moviliza mediante conductancias específicas y se reabsorbe siempre la misma proporción del filtrado, aunque en la parte final del TP se produce algo de secreción.
En la región basolateral además de las bombas de sodio/potasio nos encontramos con canales de potasio;cotransportador NBC (3 bicarbonatos/1sodio)(activado por la acidosis celular y por el NO). También nos encontramos con un intercambiador aniónico que excluye al cloruro, y con transportadores de cloruros (un intercambiador cloruro/bicarbonato; y un contransportador cloruro/potasio).
Respecto a la secreción en el TP, se produce secreción de todos los ácidos y bases orgánicas, toxinas, antibióticos, drogas y excesos metabólicos de sustancias útiles. La mayoría con Tm. Estos transportadores una vez que la sustancia a secretar alcanza su umbral renal, la secreción se hace máxima y constante y todo exceso en lo filtrado será excretado.
En este segmento se reabsorbe el 70% del agua filtrada, y se realiza en condiciones de isotonicidad. Para ello se establece un gradiente osmolar entre la luz tubular y el espacio basolateral donde se acumulan sales por la actividad de las bombas de sodio/potasio. El incremento de la presión de agua en dicho espacio supone el paso de ésta hacia el capilar. El liquído que sale de este segmento es isotónico.
ASA DE HENLE.
RAMA DESCENDENTE DELGADA DE HENLE: Se caracteriza por su alta permeabilidad al agua y la nula reabsorción de ClNa e impermeabilidad a la urea. El líquido que sale es hipertónico.
RAMA ASCENDENTE DELGADA DE HENLE: Se caracteriza por su impermeabilidad al agua y la permeabilidad al ClNa que sale por gradiente químico, así como para la urea que entra por gradiente químico. El líquido que sale es hipotónico.
RAMA ASCENDENTE GRUESA DE HENLE: Se caracteriza por su impermeabilidad al agua, la alta actividad de las bombas basolaterales de sodio/potasio y la ubicación luminal de un cotransportador sodio/potasio/2cloruros, que saca estos iones del túbulo, por lo que el líquido tubular se hace aún más hipotónico. Este transportador está regulado por la ADH que lo activa o se inhibe por el NO (en casos de sobrecarga salina). También nos encontramos con el intercambiador apical H+/ Na+ (NHE3) y también el intercambio K+/ NH4+ donde el amonio pasará al intersticio para ser extraído por el CC, reabsorbiéndose potasio. En el lado basolateral nos encontramos con el cotransportador potasio/cloruro y el intercambiador cloruro / bicarbonato.
TÚBULO DISTAL CONTORNEADO:
En la superficie apical nos encontramos con el cotransportador sodio/cloruro (inhibido por el bicarbonato luminal).
En el lado basolateral nos encontramos el intercambiador 2sodio / calcio, de forma que la reabsorción de sodio supone secreción de calcio y depende del cotransportador apical sodio/cloruro. Las bombas sodio/potasio y las de calcio y magnesio.
La mácula densa se encarga de analizar la concentracción tubular de sodio, de forma que cuando ésta aumenta sus células liberan renina.
TÚBULO CONECTOR Y CONDUCTO COLECTOR: En estos segmentos los transportadores y canales están regulados hormonalmente.
En la región apical y en las células principales tenemos los canales específicos de sodio regulados por la aldosterona. Los canales específicos de potasio que favorecen su secreción y son activados por la aldosterona e inhibidos por el hidrogenión luminal. Cotransporte cloruro/potasio con poca actividad.
Bomba de hidrogenión en las células intercaladas tipo A (implicadas en la regulación del pH intracelular) y bomba de potasio/hidrogenión (implicada en la acidificación de la orina) y dependiente de la aldosterona. En las células intercaladas tipo B los intercambiadores sodio x hidrogenión y cloruro x bicarbonato. También nos encontramos con permeasas para el agua dependientes de ADH, las aquoporinas tipo 2 (AQP2) ubicadas en la región medular. También tenemos los transportadores de urea (UT1) en la región medular interna dependiente de ADH.
En la región basolateral nos encontramos con las bombas de sodio/potasio reguladas por la aldosterona y en las células intercalares tipo A los intercambiadores sodio / hidrogenión y cloruro / bicarbonato. Y las ACUAPORINAS 3 Y 4 (AQP3 y AQP4).
CUANTIFICACIÓN DE LA DEPURACIÓN OSMÓTICA Y DE AGUA LIBRE:
La capacidad renal de separar la excreción de agua de la de solutos se puede cuantificar calculando la depuración osmolar del plasma (Dosm) aplicando la ecuación:
Dosm = Vomin x Oosm/Posm, lo que nos indica el volumen minuto de plasma depurado de solutos. Conocido éste, la depuración de agua libre de solutos (Dagualibre) será igual a la diferencia: Vomin - Dosm. Es decir, volumen minuto de agua, libre de solutos, excretada por el riñón. Si es positiva es mayor la excreción de agua que de solutos y si es negativa será al contrario.
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