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Medicine Guide Medicine Guide MORFOFISIOLOGIA DEL SISTEMA RENAL Medicine Guide Medicine Guide ANATOMIA DEL SISTEMA URINARIO • La Excreción • Diferencias del Aparato Urogenital Masculino X Femenino • Divisiones Anatómicas FUNCIÓN Y ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA EXCRETOR • El Riñón • Mecanismos que Actúa Regulando • Filtrado Glomerular • Regulación del Filtrado Glomerular • Función y Anatomía tubular FILTRACION GLOMERULAR • Definición • Procesamiento de Sustancias • Tasa de Filtración Glomerular • Cambios que Afectan a la Tasa de Filtración Glomerular AGUA CORPORAL TOTAL Y RELACION ENTRE COMPARTIMENTOS • Definición • Compartimientos Hídricos • Intercambio Hídrico • Distribución de Agua Corporal MEDIO INTERNO • Composición del Plasma • Composición del Intersticio • Composición Intracelular • Concentración Iónica en Líquidos en el Organismo DEPURACIÓN RENAL • Definición • Pruebas de Depuración y Determinación de la TFG • Medición del Flujo Plasmático Renal Efectivo CONTROL DE LA TASA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR • Autorregulación de la TFG • Actividad de los Nervios Renales • Sistema Renina Angiotensina Medicine Guide Medicine Guide ANATOMIA DEL SISTEMA URINARIO LA EXCRECION El cuerpo absorbe los nutrientes de los alimentos y los usa para ayudar al mantenimiento de la función corporal, incluida la energía y la autorreparación. Una vez que el organismo toma lo que necesita, algunos productos de desecho permanecen en la sangre y en el intestino. La excreción se refiere al mecanismo fisiológico por el cual el cuerpo elimina sustancias de desecho, manteniendo así el equilibrio de la homeostasis y la composición de los fluidos corporales. Los restos del proceso digestivo, por ejemplo, salen como excremento a través del ano. También son consideradas desechos estas sustancias que se encuentran en exceso en nuestro organismo, como agua, la sal, y la urea. COMPONENTES: ➢ Sistema Digestivo: elimina heces fecales (alimentos no digeridos) ➢ Sistema Respiratório: pulmones eliminan CO2, por la respiración celular. ➢ Sistema Urinario: elimina orina (toxinas, água, sales, excesos de electrolitos) ➢ La Piel: elimina toxinas, por el sudor. ➢ Sistema Hepático: por la degradación de purinas, elimina ácido úrico a través de la orina. También elimina pigmentos biliares por las heces, por la degradación de hemoglobina; actúa eliminando urea junto a la orina. SISTEMA URINARIO: En los próximos capítulos estudiaremos principalmente al Sistema Urinario, la producción de orina y los órganos presentes: uréteres, riñones, vejiga, uretra, arterias y venas renales. Este sistema se divide en: VIAS URINARIAS: se encargan del adecuado transporte de la orina, está formado por dos uréteres, una vejiga, una uretra. • Una adecuada permeabilidad de las vías urinarias es de extrema importancia para un buen funcionamiento renal. Si por ejemplo el uréter se encuentra tapado por un aumento de la próstata, por ejemplo, el riñón seguirá produciendo orina, que llegará hacia la vejiga y retornará hacia los riñones. Esto ocasionaría un aumento de la presión hidrostática en la capsula de Bowman, generando una mala filtración: el riñón empezara a fallar. EL RINON: va a formar la orina en sí; está conformado por las nefronas, que son la unidad funcional básica del riñón. Estas se dividen básicamente en corpúsculo renal, glomérulo, túbulos colectores, túbulos contorneados y asa de Henle. La secreción de orina y su eliminación son mecanismos básicos de la homeostasis del medio interno; tanto así, que la composición de la sangre y del medio interno está regida, no por lo que ingerimos, sino por lo que los riñones conservan. Además de la orina, los riñones son capaces de producir hormonas como la eritropoyetina, la renina o las prostaglandinas, que tienen gran influencia en el control de la tensión arterial, metabolismo óseo o formación de glóbulos rojos, convirtiendo, así, el riñón en un órgano también endocrino. https://es.wikipedia.org/wiki/Homeostasis https://es.wikipedia.org/wiki/Fluido_corporal Medicine Guide Medicine Guide DIFERENCIAS APARATO UROGENITAL MASCULINO X FEMENINO URETRA: MUJERES: este desciende casi verticalmente por delante de la vagina y ambas atraviesan el periné. Mide de 3-5cm (desemboca en la vulva entre el clítoris y el introito vaginal). Posee relación con la vagina, útero y recto. Es la explicación de por qué las embarazadas orinan tanto: el útero crecerá y comprimirá la vejiga, impidiendo una acumulación muy grande de orina. HOMBRES: es curvada, de 20-25cm desde el cuello de la vejiga hasta el orificio uretral externo. Recorre la próstata de arriba abajo abandona la pelvis y se introduce en el cuerpo esponjosos del pene. Esto ayuda a que los varones no tengan infecciones urinarias normalmente, a diferencia de las mujeres, que poseen más predisposición a casos así. Posee tres segmentos: 1. Uretra preprostatica y prostática (a través de la glándula prostática, a esta estructura es donde vierten su contenido los conductos eyaculadores). 2. Uretra membranosa (porción más estrecha y corta; la musculatura del suelo de la pelvis que contiene el esfínter uretral externo, un músculo estriado que controla voluntariamente la micción). 3. Uretra esponjosa (en el interior del cuerpo esponjoso del pene). La pared de la uretra prostática y membranosa están formadas por 2 capas de mucosa muscular. La esponjosa carece de ésta; está rodeada directamente por tejido eréctil. VEJIGA: MUJERES: entre la vejiga y el recto encontramos al cuello uterino con el canal vaginal. En pacientes con neoplasia podrían originar fistulas entre el recto y vagina, o incluso vejiga y vagina. HOMBRES: se encuentra anterior al recto y encima de la glándula prostática. Esto facilita cuando es necesario realizar un tacto rectal para apalpar la superficie de la próstata. DIVISIONES ANATOMICAS RINONES: Los riñones poseen sus dimensiones de aproximadamente 12x6x3, tienen característicamente forma de habichuela y en la edad adulta llegan a pesar una media de 140 a 150g; estos se sitúan de manera retroperitoneal a ambos lados de la columna vertebral y de los grandes vasos paravertebrales, entre las regiones dorsal y lumbar (situados detrás del peritoneo parietal contra la pared posterior del abdomen). El riñón derecho se encuentra más inferior que el izquierdo, básicamente por la presencia del hígado. Ambos recubiertos por tejido adiposos. EXTRUCTURA EXTERNA: Cada riñón está rodeado por una cápsula resistente de tejido fibroso blanquecino que se interrumpe a nivel del hilio renal, una concavidad situada https://es.wikipedia.org/wiki/Vulva https://es.wikipedia.org/wiki/Cl%C3%ADtoris https://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A1ndula_prost%C3%A1tica https://es.wikipedia.org/wiki/Conducto_eyaculador https://es.wikipedia.org/wiki/Conducto_eyaculador https://es.wikipedia.org/wiki/Pene Medicine Guide Medicine Guide en su borde interno, por la que penetran en el riñón el uréter y los vasos sanguíneos. EXTRUCTURA INTERNA: Entonces, el riñón se divide en una parte externa llamada corteza (de 1cm aprox.) y una parte interna medula o pirámides de Malpighi, que posee sus cálices mayores y menores (en relación 1:3). Estos cálices mayores se juntarán formando una pelvis renal,que originara a los uréteres, que se dirigen hacia la vejiga y posteriormente a la uretra. La corteza se prolonga entre dos pirámides adyacentes, en formaciones que se llaman columnas renales de Bertin. Sistema pilocalicial: zona que abarca pelvis + cálices. Esta zona se dilata cuando hay reflujo de orina, por una obstrucción de la vía urinaria. CARACTERISTICAS: ▪ Dos caras convexas (anterior y posterior) ▪ Dos bordes (externo = convexo, interno = côncavo) ▪ Dos polos (superior, inferior); las glándulas suprarrenales se anexan al polo superior. Aparato yuxtaglomerular: responsable por la regulación arterial mediante el sistema renina angiotensina aldosterona (secreción hormonal). IRRIGACION: La arteria aorta abdominal posee una gran presion, y como la arteria renal es una rama directa, el riñón es irrigado con una presión muy elevada, que será necesaria para que haya un filtrado adecuado. • La vascularización renal es muy importante ya que recibe del 20 al 25% del gasto cardiaco (1,1 litro/minuto). La arteria renal ingresa por la pelvis renal y se segmenta: arteria segmentaria superior, inferior y anterior; esta última se segmenta en arteria segmentarias anterosuperior y anteroinferior. Cada una de esas arterias segmentarias se encargan de irrigar un segmento del riñón. Entonces, estas arterias segmentarias se dividirán en arterias interlobulares (que rodean a las pirámides medulares), que seguirán y al final originarán a las arterias arqueadas/arcuatas, que formarán a las arterias interlobulillares. • De cada arteria interlobulillar saldrá una arteriola aferente que va hacia el glomérulo (arteriolas glomerulares). Del glomérulo salen las arteriolas eferentes que forman ramificaciones que descienden verticalmente hasta variables profundidades de la pirámide medular para ascender después nuevamente ya en forma de capilares venosos para desembocar en las venas arcuatas, que a su vez dan lugar a las venas interlobulillares y segmentarias. Medicine Guide Medicine Guide LA NEFRONA: Es la unidad estructural y funcional del riñón; aproximadamente 1.200.000 en cada órgano, compuesta por: ➢ Glomérulo ➢ Capsula de Bowman ➢ Túbulos Las nefronas son de dos tipos: ❖ Superficiales: ubicadas en la parte externa de la corteza (85%). ❖ Yuxtamedulares: cercanas a la unión cortico- medular, llamadas así pues son caracterizadas por un túbulo que penetra profundamente en la médula renal (mayores asas de Henle). GLOMERULO: Estructura compuesta por un ovillo de capilares, que se originan a partir de la arteriola aferente y que tras formar varios lobulillos se reúnen nuevamente para formar la arteriola eferente. Ambas arteriolas entran y salen del glomérulo por el polo vascular. A través de su pared se filtra la sangre por el interior de los capilares para formar la orina primitiva. • Los vasos sanguíneos ingresan al glomérulo por el polo vascular, mientras que por el polo apuesto (polo tubular) saldrá el túbulo contorneado proximal, que discurre por la corteza. La macula densa, que se encuentra en el túbulo distal, actúa como el sensor del riñón: censa las condiciones de este filtrado, juntamente con el sodio y el cloro, percatando si hubo disminución o incrementación del volumen de orina. Es el encargado de la producción de renina. Los capilares glomerulares están sujetos entre sí por una estructura formada por células y material fibrilar llamado mesangio. El ovillo que forman está rodeado por una cubierta esférica: La Cápsula De Bowman que actúa como recipiente del filtrado del plasma y que da origen, en el polo opuesto al vascular al túbulo proximal. TUBULOS: Este túbulo proximal posteriormente adopta un trayecto rectilíneo en dirección al seno renal y se introduce en la médula hasta una profundidad variable, se incurva sobre sí mismo y asciendo (asa de Henle). En la zona próxima al glomérulo sigue nuevamente un trayecto tortuoso denominado túbulo contorneado distal, antes de desembocar en el túbulo colector que va recogiendo la orina formada por otras nefronas, y que desemboca finalmente en el cáliz a través de la papila. Cada papila termina a nivel del seno en unos conos membranosos denominados cálices menores. Estos se unen entre sí formando los cálices mayores que desembocan en la pelvis renal que sale del seno renal y continúa con el uréter. El corpúsculo renal y los túbulos contorneados se encuentran en la corteza renal; en cambio, el asa de Henle y la mayor parte de los túbulos colectores se sitúan en la médula renal. Medicine Guide Medicine Guide URETERES: Dos tubos de 25-30cm de longitud, con trayecto retroperitoneal verticalmente hacia abajo, apoyado en músculos de la pared posterior del abdomen, que se extiende desde los riñones hacia la vejiga. Poseen cuatro porciones: 1. Porción lumbar: se asocia al musculo psoas 2. Porción iliaca: relación con la arteria iliaca común 3. Porción pélvica: porción que ingresa al área pélvica. 4. Porción intramural: se relacione con la vejiga por el meato uretral, por ángulos posterosuperiores. Poseen musculo liso; las porciones superiores poseen dos capas gruesas mientras que las inferiores tres. Estas capas son las que permitirán el peristaltismo, haciendo con que que la orina normalmente siga una sola dirección desde la pelvis renal hacia la vejiga, y que no retorne. VASCULARIZACION: Ocurre mediante las arterias iliacas, renales, gonadales o arterias vesicales. INERVACION: Las fibras nerviosas que llegan a los uréteres son provenientes de los plexos adyacentes: plexo renal, testicular u ovárico, e hipogástrico inferior. VEJIGA: Órgano hueco localizado detrás de la sínfisis del pubis en el hipogastrio (pelvis menor), revestido interiormente por mucosa para que la orina no pase al tejido celular; se comporta como un musculo liso, con contracción involuntaria. Está fijada a la pelvis y unida al ombligo por un cordón o ligamento fibroso (uraco). Sus paredes están formadas por una túnica muscular cuya contracción (por el músculo detrusor) provoca el vaciamiento del órgano mediante estimulo simpático (relajación) o parasimpático (contracción). Está recubierta internamente por la mucosa vesical que presenta numerosos pliegues, salvo en un área triangular, denominada trígono, comprendida entre la desembocadura de los uréteres y el orificio de la uretra. Medicine Guide Medicine Guide En los orificios uretrales se encuentran como válvulas, que se cierran tras la presión ejercida por la orina cuando la vejiga este llena, impidiendo el reflujo. • Algunos niños sufren con reflujo vesicoureteral (orine retorna por los uréteres), originando muchas infecciones urinarias. El esfínter uretral interno fisiológicamente es involuntario, mientras que el externo se clasifica como voluntario. Este es inervado por el nervio pudendo (tiene control somático). CARACTERISTICAS: Forma variable, puede ser pirámide o triangular. Posee un fondo, un vértice y cuerpo. Su cara superior está cubierta por peritoneo. • Vértice anterosuperior en que se fija el uraco. • Vértice anteroinferior que corresponde al orificio uretral. • Vértices superoexternos en los que desembocan los uréteres. Posee básicamente tres capas: 1. Externa o serosa (por el peritoneo visceral) 2. Intermedia o muscular (por fibras lisas) con sus tres capas: externa (fibras longitudinales), media (fibras circulares), interna (longitudinales). 3. Interna o mucosa: con epiteliomixto, estratificado, con células cilíndricas, redondeadas, pavimentosas. IRRIGACION: ARTERIAL: Proceden de la arteria ilíaca interna, son las arterias vesicales superior e inferior. • La arteria vesical superior: se origina en la porción permeable de la arteria umbilical. • La arteria vesical inferior: nace del tronco anterior de la iliaca interna y se distribuye por el fondo y las caras laterales de la vagina. VENOSA: La sangre venosa es recogida por el plexo venoso vesical. Del plexo salen las venas vesicales en dirección a la vena iliaca interna. LINFÁTICOS: Gran parte de la linfa drena en los ganglios iliacos externos. Los vasos linfáticos de las paredes inferolateral terminan en los ganglios iliacos externos. ✓ Algunos linfáticos del cuello llegan a los ganglios linfáticos sacros. ✓ Son importantes pues si hay una infección o neoplasia de la vía urinaria, uno de los recogidos seria por los ganglios iliacos externos, que se notaran inflamados y crecidos al seren palpados Medicine Guide Medicine Guide INERVACION: La vejiga esta inervada por el conjunto de nervios que constituyen el plexo vesical, el cual contiene fibras vegetativas simpáticas, parasimpáticas y fibras aferentes. ➢ La inervación parasimpática: se realiza por neuronas situadas en los segmentos sacros S2-S4 (genera contracción). ➢ La inervación simpática: procede de los últimos segmentos torácicos y primeros lumbares de la medula espinal (genera relajación). URETRA: Tubo de longitud variable de acuerdo con el sexo; comunica el suelo de la vejiga con el exterior, recubierta interiormente por mucosa. La uretra es el último segmento de las vías urinarias. Es el conducto por el cual la vejiga vierte al exterior la orina acumulada en ella. En la mujer, es un conducto corto. En el varón, además de la función urinaria desempeña una función sexual. IRRIGACION: ➢ Arterias: la parte superior es irrigada por ramos de la arterias vesical inferior y vaginal (en mujeres). ➢ Venas: las venas uretrales drenan en el plexo vaginal. ➢ Linfáticos: los vasos linfáticos se dirigen a los ganglios linfáticos iliacos internos y externos. INERVACION: Inervada por ramas procedentes del plexo hipogástrico inferior y del nervio pudendo. Medicine Guide Medicine Guide FUNCION Y ORGANIZACION DEL SISTEMA EXCRETOR EL RIÑON Los riñones no solamente nos sirven para la formación de orina, sino que también proporcionan: ➢ Filtrado Glomerular: en los demás capítulos aprenderemos que cosa se filtra, de donde y hacia donde, en que cantidad y como se regula esta filtración. ➢ Reabsorción Tubular: una vez que ha filtrado, el segundo paso es la reabsorción de sustancias a nivel de los túbulos. ➢ Secreción Tubular: que sustancias se secretan, y que otras no lo hacen. Una vez hayan sucedido todos estos mecanismos, se originaria a la orina, que es el producto final. Todo esto tiene como objetivo una limpieza eficaz de la sangre: depurar elementos de la sangre, ajustar la cantidad de solutos y agua necesaria para compensar las pérdidas y mantener así el balance. En otras palabras, necesitamos eliminar las sustancias toxicas para nuestro organismo. Por ejemplo, si comemos alimentos con mucha sal, nuestro organismo reacciona rápidamente y sentimos ganas de tomar agua, y esto ocurre gracias a nuestros riñones. Estos órganos también regulan la cantidad de agua que ingerimos; pacientes con problemas en los riñones no pueden ingerir agua, pues pierden este gusto. Así, el riñón regula la cantidad de agua que ingresa y sale de nuestro cuerpo (MEJOR EXPLICADO EN LOS DEMAS CAPITULOS). ➢ Eliminación de Desechos: existen ciertas sustancias productos del metabolismo o degradación de ciertos elementos que necesitan ser eliminados. ➢ Excreción de Sustancias Bioactivas: como hormonas o drogas. Por ejemplo, si tomamos algún antibiótico, este luego de un tiempo de actuación necesita ser eliminado de nuestro organismo, a través del hígado o el riñón. los diabéticos dan un buen ejemplo de como ocurre con las hormonas: cuando se inyecta insulina logra mejorar sus niveles de glucosa. Pero si poseen alguna enfermedad crónica en los riñones, de acuerdo con el avance de esta enfermedad empezara a sentir como si hubiera sido curado de la diabetes, pues su glucosa seguirá controlada aunque no utilice la insulina. Lo que ocurrió en realidad es que al malograrse el riñón, esta poca insulina no podría eliminarse y se quedaría en el organismo, acumulándose en la sangre, regulando si la glucosa. ➢ Regulación de la Presión Arterial: esta posee varios mecanismos de regulación, pero uno de los principales es a través del sistema renina – angiotensina - aldosterona, que ocurre por los riñones (VER RESUMEN DE CARDIOLOGIA). ➢ Regulación de la Producción de Glóbulos Rojos: la eritropoyetina, que es una hormona que mantiene constante la concentración de hematíes en la sangre, se produce a nivel renal. ➢ Regulación de la Producción de Vitamina D ➢ Gluconeogénesis: luego del hígado, los riñones son los mayores responsables por este fenómeno. Medicine Guide Medicine Guide MECANISMOS QUE ACTUA REGULANDO El riñón actúa en la regulación de una infinidad de sistemas en nuestro cuerpo, siendo los principales: EL AGUA CORPORAL TOTAL: es regulado mayormente por dos mecanismos: ADH (dilución y concentración de orina, regula las variaciones de la osmolaridad) y el sistema renina angiotensina aldosterona. Cuando alguien sufre un accidente y está perdiendo sangre por una hemorragia, esta pérdida de volumen o presión activara el SRAA, que trata de retener sodio y agua. Pero la ADH netamente regula agua: si pierdo volumen mi osmolaridad va a aumentar, activando el mecanismo de esta hormona. La osmolaridad se expresa en términos de cantidad de sustancia por volumen de solución (es decir, osmol/l). En individuos normales la osmolaridad promedio es de 280mOsm/kg de agua (mOsM), la liberación de ADH se inicia cuando supera el valor de 287mOsM, valor al que se denomina umbral osmótico. SODIO CORPORAL TOTAL: este se encuentra mayormente en el líquido extracelular, y su regulación se da por la tasa de filtración glomerular y por la cantidad de reabsorción de Na. La aldosterona también influye puesto que actúa reteniendo sodio, como veremos más adelante. Esta última, así como la secreción de potasio también regularan al POTASIO CORPORAL TOTAL. CALCIO: tiene que ver con la vitamina D y parathormonas, que también regulan la cantidad de FOSFORO. HIDROGENIONES: tienen que ver netamente con la producción y secreción de hidrogeniones, manteniendo así un pH adecuado (VER RESUMEN DE RESPIRATORIO). MEDULA OSEA: regulado por la eritropoyetina, que mantiene adecuado el hematocrito y la hemoglobina. Por eso, si tengo un paciente con alguna enfermedad renal crónica, tendrá alteraciones en el potasio y sodio; este último no se alterará tanto por poseer otros mecanismos que lo regulan. El potasio en sangre empieza a elevarse por no haber una eliminación. Tampoco habrá eliminación de hidrogeniones, por lo que empieza a hacer acidosis. No habrá producción de eritropoyetina lo que llevaría a un caso de anemia. Por no haber vitamina D, habrá una hipocalcemia. Medicine Guide Medicine Guide FILTRADO GLOMERULAR A medida que la sangre fluye hacia cada nefrona, ingresa en una agrupación de diminutos vasossanguíneos: el glomérulo. Las finas paredes del glomérulo permiten que las moléculas más pequeñas, los desechos y los líquidos, en su mayoría agua, pasen al túbulo. Las moléculas más grandes, como las proteínas y las células sanguíneas, permanecen en el vaso sanguíneo. La filtración glomerular es el proceso inicial de la formación de orina, por el cual los riñones filtran la sangre que llega por la arteriola aferente y que atraviesa los capilares hacia el comienzo del túbulo proximal o capsula de Bowman, eliminando el exceso de desechos y líquidos. Este depende del porcentaje de sangre del gasto cardiaco que reciben los riñones. Este valor normalmente equivale al 20-25% del GC corporal total. Este es directamente proporcional, por lo que si bajo mi GC también bajara la filtración glomerular. ✓ Si mi presión hidrostática a nivel sanguíneo disminuye, mi tasa de filtración glomerular también disminuirá. ✓ Por eso si mi paciente posee insuficiencia cardiaca lo más probable es que su riñón también sufra. Equivale a la suma del filtrado que realiza cada uno de los riñones circulantes; se supone que los dos riñones formaran orina que ira hacia la vejiga para ser eliminada. Esta cantidad de orina será la suma de lo que los dos riñones produjeron juntos. Pero si por ejemplo un riñón deja de funcionar, esta filtración glomerular no se modificará por lo que este único riñón seguirá filtrando de manera compensatoria, haciendo con que el valor de orina total sea igual o similar a lo que sería con los dos órganos. Por eso a veces no nos damos cuenta de que estamos a frente de una enfermedad que pueda estar dañando uno de los riñones. Existen factores que intervienen en este filtrado glomerular, como acciones hormonales, vasculares, etc. La filtración glomerular es un proceso pasivo. De hecho, este proceso de filtración no tiene apenas gasto energético para el organismo, por lo que podríamos considerarlo un proceso meramente mecánico en el que la presión hidrostática de la arteria aferente empuja literalmente a la sangre contra la membrana de filtración glomerular. PRESIONES GLOMERULARES: En esencia, la filtración glomerular tiene lugar, al igual que en el resto de los capilares sistémicos, como consecuencia del juego de las llamadas fuerzas de Starling que determinan el intercambio de agua y solutos entre el capilar y el intersticio: Existen presiones y fuerzas que se generan a este nivel: la presión arterial media ingresa a través de las arteriolas hacia el capilar glomerular. Esta presión especifica permitirá a que haya una correcta filtración de sustancia: presión hidrostática del capilar, que hace con que las sustancias vayan desde el capilar hacia el glomérulo. Mientras más aumente esta presión, más voy a filtrar. • Existe una pequeña presión hidrostática de la capsula de Bowman, que se opone a esta presión del capilar. Pero también hay presiones ejercidas por las proteínas: presión oncótica del capilar (por la albumina principalmente), haciendo con que sustancias vayan desde el glomérulo hacia el capilar (jala liquido hacia el capilar). • Por no haber un filtrado de proteínas a este nivel, la presión oncótica de la capsula de Bowman es prácticamente despreciable, prácticamente 0mmHg de presión. Medicine Guide Medicine Guide El líquido pasa de los capilares glomerulares a la cápsula de Bowman por la existencia de un gradiente de presión entre estas dos áreas. Los capilares glomerulares tienen un número de poros mucho mayor que otros capilares y la arteriola eferente tiene un diámetro menor que la aferente, provocando una mayor resistencia a la salida del flujo sanguíneo del glomérulo y aumentando la presión hidrostática glomerular. Se denomina presión efectiva de filtración (PEF) a la fuerza neta que produce el movimiento de agua y solutos a través de la membrana glomerular, que depende de las presiones mencionadas anteriormente. Esta PEF al comienzo es bastante alta porque hay una buena presión hidrostática; pero a medida que ocurre la filtración se van acumulando las proteínas que no ultrapasan en el vaso sanguíneo, aumentando la presión oncótica, lo que favorece el retorno plasmático del filtrado hacia el vaso sanguíneo nuevamente. Las variaciones entre la presión hidrostática del capilar y la presión osmótica durante la transferencia de líquidos a nivel de un tejido son las dos variables que determinan de la Filtración y el movimiento del agua. • El agua filtrada se reabsorbe casi en su totalidad, pero el remanente que se queda en el espacio intersticial es removido por la circulación linfática. • Mejor explicado en prox. Capítulos. Así, si yo obstruyo una vena, incrementaría la presión hidrostática en este lugar, lo que impediría el retorno del líquido intersticial, haciendo con que este se acumule en el intersticio. Algo similar ocurre si yo obstruyo una parte del sistema linfático, provocando una acumulación y así edemas en el líquido intersticial. BARRERA DE FILTRACION GLOMERULAR: La barrera de filtración glomerular es una barrera molecular situada entre la sangre y el espacio urinario capaz de evitar el paso, a su través, de la mayoría de las proteínas plasmáticas, pero que permite el paso del agua, de pequeñas moléculas de soluto y de iones. Está formada por tres capas: ENDOTELIO: Es la parte vascular. Es fenestrado, lo que permite el pase de algunas moléculas y a la vez prohibir el pase de proteínas junto a cualquier sustancia que este adherida a ellas; esto ocurre pues estas células hacen con que la superficie este cargada negativamente (por la presencia de una proteína polianiónica, la podocalixina). La aglomeración de moléculas superficiales aniónicas y fenestraciones hace que el endotelio glomerular se diferencie de otras membranas plasmáticas endoteliales y permita el paso de moléculas de bajo peso molecular. MEMBRANA BASAL GLOMERULAR: Tiene que ver con los colágenos. Esta membrana impide el paso de macromoléculas en forma mecánica y eléctrica. Su integridad estructural es clave para el mantenimiento de la función de permeabilidad de la barrera al agua, pequeños solutos, iones y proteínas menores de 70 KDa. MEMBRANA EPITELIAL: Se encuentran los podocitos (encargados de sintetizar la membrana basal glomerular y formar los poros de filtración) que botan pedicelos; entre cada pedicelo hay una membrana (diafragma de filtración), que funciona como un filtro más, impidiendo el pase de sustancias principalmente de cargas negativas (como proteínas, que serán repelidas). Medicine Guide Medicine Guide REGULACION DEL FILTRADO GLOMERULAR: Los mecanismos que regulan esta filtración actúan tanto en las arteriolas eferentes como en las aferentes, mediante vasoconstricciones. Supongamos que llega el flujo sanguíneo renal a través de las arteriolas aferentes: si yo filtro el 100% de esta sangre (si toda la sangre va por los túbulos), lo habría nada en las arteriolas eferentes ocasionando un colapso en estas arteriolas. Por eso, filtramos solamente un 25% de toda la sangre que llega, y los demás 75% siguen el camino hacia las arteriolas eferentes. • Esta sangre filtrados será reabsorbida y otra vez retornará y se unirá a los 75%, tratando de completar el mismo valor de sangre que ingreso. Si yo cierro mis arteriolas aferentes mediante vasoconstricción (Dibujo B), la presión hidrostática capilar que llega mediada por la presión arterial media se disminuirá, disminuyendo así la tasa de filtración glomerular. También habrá una disminución del flujo sanguíneorenal a nivel de las arteriolas eferentes. Si ocurre al revés (dibujo C) y se cierran las arteriolas eferentes, habrá un mayor acumulo de flujo sangre a nivel de los glomérulos, aumentando la presión hidrostática del capilar, aumentando la tasa de filtración. También habrá disminución del flujo sanguíneo a nivel de las arteriolas eferentes. Si cierro las dos arteriolas (dibujo D), al inicio se disminuye la presión hidrostática capilar, y luego se aumenta otra vez con el cierre de las eferentes, y al final se mantendrá estable. Pero ocasionara una disminución grandísima del flujo sanguíneo eferente, disminuyendo el flujo hacia los túbulos de los riñones: ocasiona isquemia. AUTORREGULACION: Si por ejemplo tengo un paciente con presión arterial elevada, su presión hidrostática también estará muy elevada, ocasionando una mayor tasa de filtración que si persigue por mucho tiempo puede ocasionar un daño renal. Por eso, si tengo una PA elevada ocasiono una vasoconstricción de la arteriola aferente, normalizando la presión hidrostática a nivel de los capilares glomerulares. Medicine Guide Medicine Guide Esto se puede visualizar como la formación de una meseta cuando las presiones aumentan de 80mmHg hacia 200mmHg, haciendo con que a pesar de que mi paciente sea hipertenso la filtración no se modifique. SUSTANCIAS: FUNCION Y ANATOMIATUBULAR Una vez que se haya filtrado una cantidad de orina, necesito regular el volumen, osmolaridad, composición y pH del compartimiento intra y extracelular; esto ocurre por una reabsorción de líquido hacia los vasos sanguíneos que ocurre a nivel de los túbulos. Se filtra aproximadamente 180L/día, del cual orinamos de 1-2L. Quiere decir que cada día se reabsorben hacia los vasos sanguíneos aproximadamente 178 litros. Esto implica que cada 24 horas, los riñones filtran más de 60 veces todo el plasma sanguíneo. LA EXCRESION TOTAL = FILTRACION + SECRESION – REABSORCION Existen mecanismo que actuaran regulando este transporte, que dependen de: • Equilibrio Químico (características químicas que poseen) • Equilibrio osmótico (la cantidad de proteínas) • Equilibrio eléctrico (las cargas que poseen) TIPOS DE TRANSPORTE: - Transporte activo primario (utiliza ATP) - Transporte activo secundario - Transporte transcelular (pasa por la célula) y paraepitelial (pasan entre las células) DPT (diferencia potencial transepitelial): significa que se generan cargas diferentes transepitelial. Estos metabolitos (el potasio principalmente) ayudara a que la sustancia ingrese o se secrete. El plasma vehicula diferentes metabolitos y elementos que no son útiles para el organismo, y que, en consecuencia, deben ser eliminados. La forma más directa es no reabsorberlos a partir del ultrafiltrado. Pero en ocasiones además de no ser reabsorbidas, es necesario que elementos no útiles del plasma sean secretados hacia la luz del túbulo para ser excretados en la orina. Sustancias como H+, K+, NH4+ (ion amonio), creatinina, y algunos ácidos y bases orgánicos son secretados desde los capilares peritubulares hacia la luz tubular. Pero también substancias que se han producido como resultado de la actividad metabólica en las células el túbulo en la reabsorción de solventes (como CO3H-) son secretadas para ser eliminadas por la orina. VASOCONSTRICTORES •Noradrenalina •HDAD • Leucotrienos • Tromboxano A2 •Serotonina •Angiotensina II VASODILATADORES •Oxido Nitrico •Prostaglandinas •Dopamina •Histamina •Acetilcolina Medicine Guide Medicine Guide ANATOMIA DE LOS TUBULOS: TUBULO PROXIMAL: Aquí se reabsorbe casi el 65-70% de lo filtrado, principalmente sodio, cloro, bicarbonato, potasio, agua, glucosa y aminoácidos. También se reabsorben proteínas (endopeptidasas). El motor fundamental en estos procesos son movimientos de arrastre del sodio por las bombas de sodio/potasio ubicadas en la membrana basolateral de sus células. • Hay secreción de aniones y cationes • El sodio reabsorbido se acompaña de Cl (75%) y bicarbonato (25%) • Si la glucosa en sangre ultrapasa el umbral de 180mg/dl, se habrá superado la capacidad de reabsorción (glucosuria). • Aquí se realiza el mayor metabolismo de absorción y secreción, y el mayor consumo energético • Netamente recibe hidrogeniones, ácidos orgánicos y basales, así como cualquier otra sustancia que procede del metabolismo de alguna droga u hormona. Este se puede dividir en tres segmentos (S1, S2, S3). SEGMENTO S1: El sodio no se absorbe solo, sino que va acompañado de: • Intercambiador de sódio e hidrogeniones, o potássio y sodio. Este 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. • Cotransporte de sodio y glucosa, o sodio y aminoácidos. Por el intercambiador Na/K ATPasa (que saca sodio de la célula) se generan diferenciales osmóticos, permitiendo que el sodio que este en el extracelular pueda ingresar más fácilmente, junto a glucosa o hidrogeniones. - Se reabsorbe 85% del bicarbonato filtrado SEGMENTO S2: Aquí se encuentra el canal de sodio y de cloro, y también un canal paraepitelial en al cual por volumen pasara el sodio junto al cloro. • A este nivel ya no llegara ni glucosa ni aminoácidos, con bicarbonatos bajos (10mEq/l) SEGMENTO S3: • Es secretor de potássio, a diferencia de S1 y S2. • Hay otro transportador de glucosa (SGLT1) Medicine Guide Medicine Guide ANHIDRASA CARBONICA: En este segmento, la mayoría de los bicarbonatos no se absorben por canales, sino por mecanismos enzimáticos: cuando el CO2 viene desde la luz tubular o de la sangre, ingresa hacia la célula, y gracias a la anhidrasa carbónica se juntará con agua, originando acido carbónico, que se disociará hacia bicarbonato + hidrogeniones. • Este bicarbonato ira hacia el intersticio y será reabsorbido hacia el capilar. Este hidrogenión sale junto al intercambiador Na+2 y H+ hacia la luz tubular, y se junta al bicarbonato que ha sido filtrado, originando más acido carbónico, y por acción de la anhidrasa carbónica lo separara en agua + CO2. • Este dióxido de carbono vuelve a ingresar a la célula, para un nuevo ciclo. ASA DE HENLE: Conformado por la asa descendente delgada en donde hay la absorción pura de agua (15%), la asa ascendente delgada (impermeabilidad al agua y la permeabilidad al ClNa que sale por gradiente químico, así como para la urea que entra) mientras que la ascendente gruesa es donde ocurre la absorción del 25% de los solutos (sodio, cloro, potasio, calcio, bicarbonato, magnesio); aquí también habrá una secreción de hidrogeniones desde el intersticio al túbulo. • Estas son las responsables de generar los mecanismos que permiten concentrar y diluir la orina, mediante una superbomba de Na+2/K+/2Cl- ATPasa en la membrana apical, que es de suma importancia por iniciar el mecanismo de contracorrente Esta reabsorción de Na+ y Cl- sin reabsorción de agua aumenta la osmolaridad del intersticio, promoviendo la salida de agua de las asas descendentes del asa de Henle. • DPT es de +10mmmV, lo que facilita la reabsorción de iones positivos. Vimos que la sangre de las arteriolas eferentes bajara hacia los vasos rectos que terminaran irrigando a los túbulos; pero como la asa de Henle es muy delgada por lo que posee poca irrigación (es uno de los segmentos menos perfundidos), cualquier alteracióngeneraría fácilmente una isquemia a este nivel. Medicine Guide Medicine Guide TUBULO CONTORNEADO DISTAL: Su parte proximal tiene relación netamente con la reabsorción activa del 7% de sodio y cloro (por un transportador Na/Cl), pero también con calcio y magnesio. • Este cotransportador es activado por la aldosterona y por el aumento en la ingesta de sal. Mientras que su parte distal o terminal (túbulo conector, que se une con el túbulo colector), se relaciona principalmente con la reabsorción de sodio y cloro, ADH y agua, bicarbonato, y potasio. • Aquí se secretan hidrogeniones y potasio desde el intersticio hacia la luz tubular. TUBULO COLECTOR: En estos segmentos los transportadores y canales están regulados hormonalmente. Cuando la osmolaridad del plasma aumenta, los receptores hipotalámicos responden liberando hormona antidiurética (ADH) que se une a los receptores V2 en la membrana basolateral de los tubos conectores y colectores e induce la inserción en la membrana apical de canales para el agua (acuaporina 2), causando reabsorción de agua desde la luz tubular a medida que los túbulos colectores se dirigen hacia la papila, descendiendo a través del intersticio hiperosmótico. En ausencia de ADH no se produce reabsorción de agua a este nivel, por lo que la orina es muy diluida. Recibe solamente 1-2% de la carga filtrada de sodio, que se reabsorbe por canales epiteliales específicos que son estimulados por la aldosterona, y bloqueados por la amilorida. La aldosterona aumenta la reabsorción de Na+, aumenta la DPT y favorece la secreción de K+ o H+. La concentración alta de K+ estimula la secreción de aldosterona. • DPT negativo de hasta -40mV, por el poco desplazamiento de sodio y cloro. Esto provoca una salida incrementada de potasio por sus canales pasivos (gradiente de concentración + gradiente eléctrico). • La Urea posee un papel importante en el mecanismo de contracorriente. En este túbulo existen dos tipos de células: Medicine Guide Medicine Guide ➢ Células Principales: reabsorben sodio, agua y secretan potasio ➢ Células Intercalares: pueden secretar tanto protones como bicarbonato, también reabsorben potasio Aquí existen transportadores específicos para la secreción de bicarbonato hacia el túbulo en las células intercalares (Cl-/HCO3), y a la vez mecanismos opuestos, que hacen secreción de cloro y absorción de bicarbonato hacia el capilar; esto dependerá de la situación del paciente. ACCION DE DIURETICOS: Los diuréticos, a veces llamados “pastillas de agua”, ayudan a eliminar la sal (sodio) y el agua del cuerpo. La mayoría de ellos ayudan a que los riñones liberen más sodio en la orina. El sodio toma agua de la sangre, lo que disminuye la cantidad de líquido que fluye a través de las venas y arterias. Como sabemos la anhidrasa carbónica actúa a nivel proximal, y si la bloqueo no habrá absorción de bicarbonato, lo que incrementará la osmolaridad, haciendo con que el paciente orine mucho más. ➢ Si utilizo el diurético Furosemida, bloqueo a nivel de la Asa gruesa de Henle. ➢ Si utilizo diuréticos Diasinicos, bloqueo la parte distal de la Asa de Henle ➢ Si utilizo los antialdosteronicos como Espironolactona, bloquearía la aldosterona, Medicine Guide Medicine Guide FILTRACION GLOMERULAR La función renal es fundamental para el mantenimiento del medio interno, porque regula el volumen y la composición del líquido extracelular; para ello los riñones llevan a cabo una serie de procesos con un alto grado de regulación, La filtración glomerular es uno de los proceso importantes en la producción de orina; esta depende mucho de la presión arterial, y de la perfusión que llega al riñón. Las demás etapas básicas serian la reabsorción y la secreción de la orina, que será estudiado en los demás capítulos. Muchas de las patologías, como la falla prerenal, ocurren porque no llega suficiente contenido a los riñones, que no hay buena perfusión. ➢ El filtrado es el primer paso en la formación de la orina, y ocurre a nivel glomerular. Debemos recordar que no toda sustancia se va a filtrar, sino las que poseen bajo peso molecular y se encuentran disueltas en el plasma; estas tendrán una gran facilidad de atravesar la barrera de filtración y pasar a la capsula de Bowman. • Lo que realmente llega a nivel glomerular es el plasma sanguíneo renal. Todo ocurre gracias a una presión de filtración. • Sustancias de alto peso molecular (7000g/mol) o que se encuentren adheridas a proteínas no atravesaran esta barrera, como las bilirrubinas indirectas que se unen a las albuminas en sangre. • Gran parte del calcio (50%) también se encuentra adherido a la albumina, y por eso una gran cantidad no podrá ser filtrado. Por esta razón la concentración de calcio en el filtrado es menor que la del plasma. El riñón trabaja filtrando 125ml/min de plasma REABSORCION: Es el proceso en el cual lo filtrado retorna hacia la parte plasmática o vascular; El agua y gran cantidad de las sustancias filtradas (sodio, cloruro, bicarbonato, potasio, glucosa, aminoácidos) son reabsorbidos mediante mecanismos pasivos o activos a medida que el filtrado fluye por los túbulos renales, y entran de nuevo a la circulación. • Principalmente en el túbulo proximal SECRESION: Es el paso de una sustancia desde la sangre hasta el líquido tubular. En el recorrido del filtrado por los túbulos renales se le incorporan, mediante procesos activos o pasivos, sustancias producidas en las células de los túbulos renales, o procedentes de la sangre que circula por los capilares peritubulares. Caso de la urea, amoníaco, hidrogeniones, potasio, o medicamentos que necesitan ser eliminados. El complejo equilibrio entre estos dos procesos, en ocasiones regulado por influjo hormonal y que se revisará a continuación, posibilita la formación de orina con unas características determinadas y mantiene estable la composición del medio interno. De esta forma, entre el 97 y el 99% del agua y una parte importante de los solutos filtrados en el glomérulo volverán a la sangre y no formarán parte de la orina. Medicine Guide Medicine Guide PROCESAMIENTO DE SUSTANCIAS No todas las sustancias encontradas en el plasma son procesadas de igual manera por los riñones. Ellas se van a clasificar como: SUSTANCIAS TIPO A: estas solo sufren filtración, por lo que toda la cantidad filtrada será igual a la cantidad excretada; no serán reabsorbidas. Un ejemplo seria la inulina (un polímero de la fructosa). Cantidad filtrada = cantidad excretada SUSTANCIAS TIPO B: estas serán filtradas, pero reabsorbidas totalmente (nada de esta sustancia aparece em la orina). Un ejemplo seria la glucosa y los aminoácidos. Cantidad filtrada = cantidad reabsorbida SUSTANCIA TIPO C: este tipo sufre filtración y es reabsorbida parcialmente, haciendo con que la cantidad excretada sea menor que la cantidad filtrada. La urea y el fosfato son ejemplos. Cantidad excretada < cantidad filtrada SUSTANCIA TIPO D: estas serán filtradas en el glomérulo y secretadas, pero también serán secretadas a nivel tubular las porciones que no han sido filtradas, por lo que la cantidad excretada será mayor que la cantidad filtrada. Es el caso de los ácidos orgánicos. Para algunos ácidos la secreción es tan alta que se produce la extracción total, como es el casodel ácido para-aminohipúrico. Cantidad excretada > cantidad filtrada Luego de analizar todas estas sustancias, llegaríamos a la conclusión que la sustancia de tipo A es la más recomendable para calcular la filtración, pues su cantidad excretada y presente en la orina es exactamente la misma a filtrada. TASA DE FILTRACION GLOMERULAR Es el volumen de plasma que se filtra en los riñones por una unidad de tiempo. También es conocida como la velocidad o índice de filtración glomerular. Serian 125ml/min, lo que equivale a aproximadamente 180 litros/24h La tasa de filtración glomerular depende del coeficiente de ultrafiltación glomerular, que se expresa como el producto de la constante de permeabilidad hidráulica de la pared glomerular por la superficie disponible para la filtración. La permeabilidad de la membrana puede verse afectada en diferentes patologías glomerulares y el área de filtración puede sufrir modificaciones por contracción mesangial o en respuesta a sustancias vasoactivas, cuyo efecto permite al glomérulo modificar la superficie de filtración, tanto en condiciones normales como patológicas. Entonces, esta tasa de filtración depende básicamente de tres factores: ➢ Permeabilidad de la barrera de filtración (P); quiere decir el endotelio de la membrana basal y de los podocitos. Esta es muy alta, aproximadamente 50 veces mayor que la encontrada en los capilares del músculo esquelético. Medicine Guide Medicine Guide ➢ Área de filtración (A) ➢ Presión neta de filtración (PNF); quiere decir la presión hidrostática. TFG = P x A x PNF Como barrera y el área de filtración son dos elementos constantes, no se modifican y son llamados coeficiente de filtracion (Kf). En otras palabras, la tasa de filtración será igual a: TFG = Kf x PNF Por eso en conclusión la tasa de filtración glomerular dependerá de la presión neta de filtración, o presión hidrostática, que llega mediada por la presión arterial media. FUERZAS: La presión neta de filtración corresponde a la suma algebraica de las fuerzas que favorecen la filtración del plasma y de las que se oponen a este proceso. Existen fuerzas que favorecen a la filtración: ➢ La presión hidrostática a dentro del capilar glomerular (Pcg) ➢ La presión oncótica de la capsula de Bowman (πcb). Pero esta es casi despreciable Y también fuerzas que se opondrán a esta filtración glomerular: ➢ Presión hidrostática en la capsula de Bowman (Pcb) ➢ Presión oncótica en el capilar glomerular (πcg) Por tal motivo, llegamos a la conclusión de que la presión neta de filtración sería igual a las fuerzas a favor menos las fuerzas en contra: PNF = (Pcg + πcb) – (Pcb + πcg) La presión hidrostática dentro del capilar glomerular (Pcg) que normalmente equivale a 60mmHg, depende de la presión sanguínea y favorece el proceso de filtración. La Pcg es más alta que en otros lechos capilares, puesto que la arteria renal es una rama corta que se desprende de la aorta abdominal (que tiene elevada presión), e igualmente las divisiones siguientes también son de trayectoria corta. De acuerdo con la ley de Ohm cuando la trayectoria de los vasos es corta la presión cae poco. • Los capilares glomerulares a diferencia de otros capilares sistémicos drenan hacia un vaso de alta resistencia, la arteriola eferente, esto también contribuye al mantenimiento de una alta Pcg. La presión oncótica en la cápsula de Bowman (πcb) favorece la filtración. Su valor depende de la concentración de proteínas en el filtrado. Dado que en condiciones normales el filtrado carece de proteínas, el valor de πcb es cercano a cero, pero en estados patológicos puede aumentar. Medicine Guide Medicine Guide La presión hidrostática en la cápsula de Bowman (Pcb) que equivale a aproximadamente 18mmHg. Es la presión generada por el líquido filtrado; dependerá de la velocidad en que el filtrado pase por los túbulos. Se opone a la Pcg, pero es de menor magnitud que ésta, debido a que en condiciones normales, el líquido filtrado no se acumula sino que fluye continuamente a través de los túbulos renales. • Esta presión aumentara si yo obstruyo los túbulos, aumentando la presión en la capsula de Bowman. Presión oncótica en el capilar glomerular (πcg). Depende de la concentración de proteínas en el plasma. No es constante a lo largo del capilar glomerular: • En el extremo aferente la πcg es baja, y conforme avanza hacia el extremo eferente va aumentando; esto se da porque al momento que se filtra plasma, y se quede las proteínas como la albumina esta se va a concentrar, incrementando así la presión oncótica glomerular. Los valores de PNF positivos en los dos extremos del capilar glomerular (+24 y +10 mm Hg) indican que: La filtración se produce a lo largo de todo el capilar glomerular. Esta PNF nunca se hace negativa, a no ser que la fuerza de la presión hidrostática en la capsula de Bowman sea muy alta, bloqueando la filtración; ocurre en pacientes con hipertrofia prostática y hacen reflujo. • La presión oncótica en el capilar glomerular pasa de -21 hacia -33 pues hubo mayor concentración. • La PNF va disminuyendo (+24 hacia +10) pero jamás desaparece. CAMBIOS QUE AFECTAN A LA TASA DE FILTRACION GLOMERULAR En condiciones normales, los factores que controlan la TFG están dirigidos a producir cambios en la presión hidrostática capilar (PCG) y en menor grado sobre el coeficiente de filtración (Kf). • Si aumento la PAM, a nivel del capilar glomerular aumentaría a la presión hidrostática a este nivel • Si hay una disminución de la resistencia a nivel de las arteriolas aferentes, haciendo una vasodilatación, el flujo pasara más fácilmente lo que también aumentaría a la presión hidrostática. • Si aumento la resistencia de la arteriola eferente, habrá un acumulo de plasma en el capilar lo que aumentaría a la presión hidrostática • De la misma manera, si yo aumento el área de filtración (coeficiente de filtración) mediante la relajación de las células del mesangio, también aumentaría la TFG. Estas células mesangiales rodean a los capilares, y cuando de contraen disminuyen el área de filtración; pero si estas se relajan el área de filtración, que es el endotelio, también va a aumentar. El aumento de la presión hidrostática capilar es directamente proporcional al aumento de la tasa de filtración glomerular Medicine Guide Medicine Guide Sin embargo en condiciones patológicas, también se pueden ver afectadas la presión hidrostática en la cápsula de Bowman (PCB) las presiones oncóticas en el capilar glomerular (πcg) y/o en la cápsula de Bowman (πcb). • Si ocurre una obstrucción de los túbulos por un aumento de la presión intratubular o por aumento de la próstata, la presión a nivel de la capsula de Bowman aumentaría; como esta es una fuerza en contra, disminuiría a la TFG. • También puede haber una disminución en la formación de proteínas o una perdida, disminuyendo su concentración plasmática, como en pacientes cirróticos, la presión oncótica disminuirá, favoreciendo a la TFG. Medicine Guide Medicine Guide AGUA CORPORAL TOTAL Y RELACION ENTRE COMPARTIMIENTOS Una de las sustancias más importantes para el organismo es el agua. A menudo olvidada el agua es, con enorme diferencia, el componente mayoritario del cuerpo humano. Es imprescindible para el óptimo funcionamiento de numerosos procesosdel organismo. La cantidad de agua corporal se debe mantener constante para que todas estas funciones corporales se realicen en las mejores condiciones posibles. No obstante, este equilibrio es complejo. El organismo pierde agua por diferentes vías a lo largo de cada jornada. Así, se elimina líquido al orinar, al defecar, en el sudor e incluso, al respirar. Los beneficios de beber agua son innumerables. Es tan importante para nuestro cuerpo porque le permite realizar la gran mayoría de sus funciones vitales. Es uno de los principales combustibles del cuerpo humano; de hecho, no podemos vivir más de tres o cuatro días sin beber agua porque el cuerpo necesita hidratación constante. En nuestro organismo el agua se encuentra en constante movimiento, un bien ejemplo seria nuestra sangre que recorre todo el cuerpo, desde la cabeza hacia los pies. El agua corporal total es determinada por factores específicos, siendo el peso corporal uno de los más importantes. También existen otros factores individuales que modifican esta cantidad de agua corporal, como: EDAD: los fetos son formados por 90% de agua, un prematuro posee 80%, mientras que un bebe a término está conformado por 75% de agua corporal total; los lactantes poseen 70%. • Ya en los ancianos por una disminución de la masa muscular y de la hidratación celular, la cantidad de agua corporal total desciende hacia 55% en varones, y 45% en mujeres. CONSTITUCIÓN CORPORAL: incluso los recién nascidos pueden variar la cantidad de agua dependiendo a la cantidad de tejido adiposo que poseen; por ejemplo, un RN delgado es conformado 85% de agua, uno de tipo RN promedio posee 75%, mientras que en los RN obesos el total será de 65%. • En un hombre adulto promedio, la cantidad de agua será de 60%, en hombres delgados será de 65%, mientras que en los obesos llegará hacia aproximadamente 55%. • Ya en mujeres, una de constitución delgada posee 55% de agua, una promedio 50%, mientras que obesas solamente 45%. SEXO: las mujeres poseen menor agua corporal total por poseer mayor cantidad de grasa. De hecho, una mujer adulta necesita beber a diario menos agua (2.2 litros aproximadamente) que un hombre (alrededor de 3 litros). Cuanto más grasa posee una persona, menos agua va a tener. Por eso, el índice de masa corporal nos puede ser muy útil para ayudar a determinar la cantidad de agua corporal total; este se da por la siguiente formula: Medicine Guide Medicine Guide Entonces los líquidos y solidos del cuerpo se distribuyen de acuerdo con el sexo: ➢ Tejidos de sostén: 22% en hombre, 18% mujeres ➢ Tejido adiposo: 18% en hombres, 32% mujeres, lo que disminuirá el agua total en este organismo ➢ Agua: 60% en hombres, 50% en mujeres Si perdemos más del 15% del líquido corporal total, la vida estará en riesgo. COMPARTIMIENTOS HIDRICOS Básicamente se dividen en líquidos del espacio intracelular y extracelular; este último pueden ser los vasos sanguíneos o intersticio, o incluso los vasos linfáticos. LIQUIDO INTRACELULAR: Representa el • 40% del peso corporal total • 2/3 del agua corporal total • Cationes principales: potasio, magnesio • Aniones principales: proteínas • Amortiguadores: fosfatos y sulfatos El volumen intracelular = agua corporal total – liquido extracelular LIQUIDO EXTRACELULAR: • Equivale a 20% del peso corporal total • 1/3 del ACP • Cationes principales: sodio, calcio • Aniones: cloro Este se divide en: LIQUIDO PLASMATICO: - 5% del peso corporal total - 1/4 del líquido extracelular LIQUIDO INTERSTICIAL: - 15% del peso corporal total - 3/4 del líquido extracelular - Estado: gel, solamente 1% liquido. El volumen intersticial = liquido extracelular – liquido plasmático VOLUMEN SANGUINEO: VS= volumen plasmático X (100 / 100 – hematocritos) INTERCAMBIO HIDRICO PERMEABILIDAD DE LA BICAPA LIPIDICA: La permeabilidad de las células es lo que va a determinar cómo habrá esta comunicación entre compartimientos. los gases, por ejemplo, pueden movilizarse fácilmente de un lugar a otro de las membranas. Otras moléculas pequeñas como el agua pueden atravesar fácilmente, pero dependerá de canales específicos: las acuaporinas. La dirección del flujo de agua es determinada por el gradiente osmótico. ACUAPORINAS (AQP): Medicine Guide Medicine Guide Son de varios tipos y se ubican en diferentes tejidos del organismo, actuando como canales que permiten el pase de agua: • AQP1: eritrocitos, riñón • AQP2: riñón. • AQP3: riñón y colon • AQP4: cerebro y riñón • AQP5: glándulas lagrimales y salivares, pulmones • AQP6: riñón • AQP7: espermatozoides • AQP8: glándulas salivares, páncreas endocrino, colon • AQP0: en uniones tipo GAP El pase de agua también dependerá de presiones básicas, como la presión hidrostática capilar o intersticial, y oncótica capilar o intersticial. • Como la cantidad de proteínas en el intersticio no es muy alta, la presión oncótica intersticial puede ser considerada como 0. INTERCAMBIO HIDRICO EN ENDOTELIO CAPILAR: El intercambio hídrico a través del endotelio capilar dependerá de la presión efectiva de filtración, que es el resultado de la interacción de presiones a través de la membrana capilar glomerular, de acuerdo con la siguiente ecuación: PEF = (Presión hidrostática capilar + Presión oncótica intersticial) – (Presión oncótica capilar + Presión hidrostática intersticial) • La presión hidrostática en el capilar es elevada, proporcionando una salida de líquido de la parte vascular arterial extrema. La presión oncótica permitirá a que el líquido retorne a la parte vascular venosa. Aun así, hay un porcentaje de líquido que se quedara en el intersticio, y si esta proporción aumenta ocasionaría a los llamados edemas. El sistema linfático entonces actuara recogiendo el líquido de este espacio, para otra vez llevarlo al sistema circulatorio hacia las venas. A veces la presión intersticial se vuelve negativa, y pasa cuando el sistema linfático recoge muy rápidamente el líquido intersticial, disminuyendo su cantidad y así la presión. • Si en el espacio fuera de la membrana hay una presión intersticial (Pi) que es negativa, la presión de filtración (Pf) aumentará con respecto a la hidrostática (o hidráulica). Si dentro del tubo hay sustancias que no atraviesan la membrana, generalmente proteínas o grandes moléculas, se genera una presión osmótica (Po) (se refiere a partículas en general) u oncótica (Po) (se refiere a proteínas). Disminuye la presión de filtración. Medicine Guide Medicine Guide DISTRIBUCION DE AGUA CORPORAL Tras ser ingerida, el agua es absorbida por el tracto gastrointestinal. Entra en el sistema vascular, va a los espacios intersticiales, y es transportada a cada célula. Después de pasar por el estómago, el agua es absorbida principalmente en los primeros segmentos del intestino delgado, el duodeno y el yeyuno. Una pequeña parte de toda la absorción de agua se produce en el estómago y el colon: el intestino delgado absorbe 6,5L/día, mientras que el colon absorbe 1,3L/día. Estas cantidades corresponden al agua ingerida a diario, además del agua producida por las secreciones de las glándulas salivales, el estómago, el páncreas, el hígado y el propio intestino delgado. La distribución del agua tampoco es homogénea entre los diferentes órganos y tejidos que componen el cuerpo humano. Aunque los datos siempre son variables, se podrían establecer los siguientes porcentajes de agua en el cuerpo humanopor cada órgano: • Entre el 80% y el 90% de la sangre es agua. • La piel contiene entre un 70% y 75% de este líquido. • El corazón, el hígado y los riñones, entre el 70% y el 80%. • Los pulmones, alrededor del 85%. • Los huesos contienen un 22% de agua. • Los músculos, entre un 70% y 75%. • El cerebro está formado por agua en un 75- 85%. • El tejido graso presenta un 10%. • Los ojos están compuestos de agua en una proporción de 90-95%. Medicine Guide Medicine Guide MEDIO INTERNO La composición iónica es de vital importancia; Se han descrito diferentes mecanismos que conducen a una desigual distribución de electrolitos. Si visualizamos por el esquema clásico de Gamble, en el medio extracelular (plasma e intersticio) la composición es similar, mientras que el medio intracelular es bien diferente. Los electrólitos intervienen en muchas funciones, pero no están distribuidos de manera uniforme en los tres compartimientos líquidos. A pesar de ello, su distribución siempre debe cumplir el principio fisiológico de que el número total de aniones y el número total de cationes en un compartimiento deben ser iguales. ➢ En el medio extracelular, la diferencia entre cationes y aniones debe ser neutra. Los iones son átomos o grupos de átomos que tienen una carga eléctrica. Los iones con una carga positiva se denominan cationes. Los que tienen carga negativa se denominan aniones. En el cuerpo existen muchas sustancias normales en forma de iones. Los ejemplos comunes incluyen sodio, potasio, calcio, cloruro y bicarbonato. Estas sustancias se llaman electrolitos. COMPOSICION DEL PLASMA En el plasma el catión fundamental es el sodio con una concentración normal de 140mEq/l; este se obtiene con la comida, se elimina por la orina y el sudor, y su principal función es intervenir en el equilibrio acidobásico y facilitar el transporte del CO2 en forma de bicarbonato. También existe potasio con 3,5 – 5,5 mEq/l, y facilita la progresión del impulso nervioso y muscular, y también participa en la contractilidad cardíaca. Sin embargo, el potasio, como sucede con el calcio, el manganeso y el magnesio, se encuentra en pequeñas cantidades. • El calcio contribuye a la formación de hueso, interviene en los procesos de coagulación y modifica la permeabilidad de las membranas. El magnesio colabora con el calcio en la contracción del músculo y en la formación de hueso, y es un activador de muchas enzimas • Una de las razones del por qué hay más sodio en el EC si comparada al medio IC, es por la bomba Na/K ATPasa (saca 3 sodios e ingresa 2 potasios al IC), generando una diferencia de composiciones y osmolaridad. El anión fundamental es el cloruro con una concentración normal de 101 - 107 mEq/l, el bicarbonato con 24 mEq/l, y una serie de sustancias de carga negativa que no se miden habitualmente. EFECTO GIBBS – DONNAN: Las proteínas en el plasma son las responsables por estas variaciones y desigualdad en la distribución de iones, a través del efecto Gibbs – Donnan. A mayor cantidad de proteínas, mayor https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/002350.htm Medicine Guide Medicine Guide desigualdad entre los espacios vascular e intersticial. Las proteínas atraen a los iones sodio y esta desigual distribución se compensa con ingreso de cloruro al capilar. La concentración de cationes es mayor en el plasma que en el intersticio. El equilibrio de Gibbs Donnan es el equilibrio que se produce entre los iones que pueden atravesar la membrana y los que no son capaces de hacerlo Para entender este fenómeno de manera cuantitativa se puede proponer un modelo que contiene inicialmente igual concentración de cloruro y de sodio, tanto en el espacio intra como extracelular (180 adentro e igualmente afuera). El efecto Gibbs Donnan no permite que sea así, a través de las acciones de las proteínas: Si a este modelo agregamos proteínas a su IC, estas al poseer cargas negativas irán generar un movimiento eléctrico y osmótico. • Las proteínas son moléculas de alta complejidad, que presentan numerosas cargas negativas a pH intracelular normal. • Al añadir 10 mM de proteínas, con 18 cargas negativas cada una, completan un total de 180 cargas negativas que deberán acompañarse por igual número de cargas positivas o de sodio. El cloro posee 180 de cargas negativas, y juntando a los nuevos 180 negativos de las proteínas, hace con que el IC este muy negativo en relación con el EC. • Este IC negativo hará con que el sodio IC salga tratando de compensar y generar un equilibrio de cargas. Esta abundante salida de sodio hará con que el cloro sea atraído hacia el EC, aumentando así la cantidad de sodio y cloro en este espacio. Las partículas en exceso producen una atracción del agua extracelular que se puede cuantificar y generan un gradiente de presión osmótica entre los espacios transmembrana. ➢ Observamos entonces que es por acción de las proteínas que las células tendrán el mayor porcentaje de agua corporal. Entender el Principio Gibbs - Donnan es fundamental para encarar numerosos aspectos de aplicación práctica en el balance de líquidos y electrolitos. El hecho de que las proteínas estén en gran medida retenidas en el espacio vascular y celular determina una desigual distribución iónica, de cargas eléctricas y de agua. COMPOSICION DEL INTERSTICIO La composición del líquido intersticial está determinada por las características del plasma y de la célula. La gran diferencia reside en que en el intersticio las proteínas deben estar en una cantidad muy escasa o faltar por completo. Esta diferencia se explica por la gran dificultad que tienen las proteínas para abandonar los capilares y por la acción de los vasos linfáticos que discurren entre el tejido intersticial, cuya misión es recuperar y drenar las proteínas que se encuentran en el líquido intersticial. A mayor cantidad de proteínas, mayor desigualdad entre los espacios. La existencia de una concentración baja de proteínas en el intersticio produce una menor atracción de cargas positivas provistas por el sodio y disminuye la concentración de cloruro. https://es.wikipedia.org/wiki/Iones https://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_celular Medicine Guide Medicine Guide COMPOSICION INTRACELULAR Este es el compartimiento más importante, ya que constituye el citoplasma de todas las células. Este va a modificar de acuerdo con el tejido que represente. En este caso, la distribución de los electrólitos presenta dos marcadas diferencias con los compartimientos anteriores: ✓ La suma de los electrólitos intravasculares es mayor (entre 350 y 400 mEq/L). ✓ La cantidad de aniones y cationes en el interior de la célula tiene una distribución muy diferente de la del exterior. El catión fundamental intracelular es el potasio. con una concentración normal de aproximadamente 150 mEq/l; existe sodio con 10 mEq/l y calcio con 5 mEq/l, magnesio, manganeso. Todos los procesos que involucren destrucción celular, como un tumor o enfermedad, elevara a los niveles de potasio en el medio extracelular. El anión fundamental es el fosfato con una concentración normal de 50-65mEq/l y las proteínas (85mEq/L), el bicarbonato con 10-15mEq/l, los proteinatos y una serie de sustancias de carga negativa que no se miden habitualmente. La alta concentración de proteínas intracelular aumenta el efecto Gibbs- Donnan y se mantiene una alta concentración de potasio, por transporte activo del ión sodio desde el intersticio a la célula. Cadacélula del cuerpo puede modificar su compartimiento de aniones de acuerdo con su funciobalibidad. Las células hepáticas, por ejemplo, poseen mayor cantidad de sodio (29mEq) por el metabolismo que realizan. Estas también poseen mayor cantidad de potasio (165mEq). Al analizar la composición de los distintos espacios en cuanto a su contenido en cationes se observan diferencias que ya se han señalado. El sodio es el principal en plasma e intersticio y el potasio en células. Si se consideran las cantidades totales existentes se observa que hay alrededor de 160 mEq/l en el espacio extracelular (plasma e intersticio) y alrededor de 200 mEq/l en el intracelular. LIQUIDO EXTRACELULAR INTRACELULAR PLASMA INTERSTI. MUSCULO HIGADO G. ROJO SODIO 153.2 145.1 12 29 19 POTASIO 4.5 4.1 150 165 136 MAGNESIO 3.8 3.4 - 29 6 CALCIO 1.4 1.3 4 2 - PH 7.4 7.35 7 7.23 7,28 TOTAL (mEq/l) 162,7 157,9 200 226 161 LIQUIDO EXTRACELULAR INTRACELULAR PLASMA INTERST. MUSCULO HIGADO G. ROJO CLORURO 111.5 118 4 19 78 BICARBONAT. 425.7 27 12 16 18 FOSFATO 2.2 2.3 40 4 - ANIONES 6.3 6.6 90 - 25 PROTEINATOS 17 - 54 - 36 TOTAL (mEq/l) 162,7 157,9 200 226 161 Medicine Guide Medicine Guide Con respecto a los aniones en el líquido extracelular predominan cloruro y bicarbonato. El bicarbonato es muy importante en el medio extracelular pues nos ayuda a controlar cualquier alteración acido-base. En el líquido intracelular, como el músculo esquelético, predomina el fosfato, aniones orgánicos y proteinatos. Nuestro organismo necesita mantener un equilibrio osmótico entre el medio extra e intracelular, a pesar de los diferentes componentes • En los análisis de líquidos del organismo en clínica la medición habitual para los cationes es de sodio y potasio, lo que suma en este ejemplo 158.7 mEq/l. • En los análisis de líquidos del organismo en clínica la medición habitual para los aniones es de cloruro y bicarbonato, lo que suma en este ejemplo 137.2 mEq/l. Se llama diferencia aniónica a la diferencia de 21.5 mEq/l (158,7 – 137,2) que corresponde a aniones no medidos (fosfatos, proteinatos, aniones, radicales orgánicos); esta diferencia es fundamental. Por ejemplo, si mi paciente pierde bicarbonato, pudo haber sido excretado (por la vía digestiva o renal), o también pudo haber pasado un consumo excesivo. Para entender que pudo haber pasado, esta diferencia es de suma importancia: • Si yo tengo más aniones, tengo más ácidos que consumirá el bicarbonato, pues liberaron sus hidrogeniones y se quedaron con cargas negativas (aniones), aumentando así la diferencia aniónica (quiere decir que hubo consumo excesivo). • Pero si el bicarbonato disminuye y no se modificó la diferencia aniónica, quiere decir que hubo un aumento en la excreción. Otro ejemplo sería los diabéticos, que producen más ácidos como los cuerpos cetónicos (metabolismo de glúcidos), lo que consumiría más el bicarbonato, aumentando esta diferencia aniónica. El valor también aumenta durante un esfuerzo intenso, hipoxia, infarto de miocardio; esto ocurre fundamentalmente por el ácido láctico. En la insuficiencia renal, la inadecuada eliminación de ácidos de producción exógeno y endógena conduce igualmente a una diferencia aniónica aumentado. CONCENTRACION IONICA EN LIQUIDOS EN EL ORGANISMO Es necesario tener en cuenta las relaciones fisicoquímicas que determinan diferentes composiciones en los espacios líquidos en el organismo. Cada sistema tiene diferencias en las propiedades de las membranas celulares y generan diferentes concentraciones iónicas en los espacios líquidos. • En la orina observamos que puede haber muy poco sodio, como también muchísimo. Esto se da por lo que el riñón es el órgano regulador, así el valor de este metabolito en la orina depende de lo que el órgano detecte. Lo mismo pasa con potasio y cloro. • También vemos que no eliminamos bircarbonato por la orina, este es reabsorbido casi que en su totalidad. • El estómago posee muy buena concentración de sodio (60), de cloro (84) pero muy poco potasio. • El páncreas posee mucho sodio y también poco potasio. Si el paciente posee pancreatitis, por ejemplo, tienen respuestas inflamatorias muy severas, disminuyendo así su capacidad de secreción de bicarbonato, originando ciertas acidosis. Por eso todo paciente que presente diarreas o vómitos tendrá perdida de electrolitos, siendo necesario reponer con soluciones hidroelectrolíticas, como el suero casero. Cuando hay pérdidas y se realizan reposiciones, debe considerarse, por ejemplo, que en el estómago no se encuentra bicarbonato y en el páncreas ese ión alcanza el cuádruplo del contenido en plasma. Medicine Guide Medicine Guide SUERO CASERO: Solamente necesitamos 1 litro de agua, 2 cucharadas soperas de azúcar, ½ cucharadita de bicarbonato, ½ de sal y 1 taza de zumo de limón. Su preparación es tan fácil como mezclar todos estos ingredientes en una jarra con una cuchara larga. Después de esto, ya podemos empezar a consumir el suero casero sin problemas. • La pérdida de líquidos a través del sudor (transpiración) determina que se elimine una baja cantidad de sodio y de cloruro en relación con el volumen de agua; este valor dependerá del esfuerzo físico o cantidad. Por esta razón se ha creado productos como Gatorade, para reponer los niveles de estos metabolitos. Como se observó que el sodio y el cloro son los elementos más importantes en la parte extracelular, se creó el cloruro de sodio 0,9% (ClNa) como una solución isotónica e isoosmótica, y así posee una osmolaridad plasmática muy similar a las del líquido EC. Los hospitales usan una solución de cloruro de sodio intravenosa para suministrar agua y sal a los pacientes a fin de aliviar la deshidratación. Al comparar la composición iónica del plasma y de la orina de un individuo normal se observan diferencias fundamentales: en el primer caso el comportamiento es estable y en el segundo variable. Para un plasma normal que tiene 140mEq de sodio, 5 mEq/l de potasio y 103 mEq/l de cloruro un individuo normal puede producir una orina que contenga entre 10 y 1200 mEq/l de esos iones en función de los volúmenes y de la excreción que mantenga un medio interno estable. La orina puede acidificarse hasta pH 4.5 o alcalinizarse hasta pH 8 dependiendo de los volúmenes y de la excreción de iones hidrógeno que aseguren un estado estacionario en el organismo como un todo, regulando un pH 7.4 de un plasma normal. • Por ejemplo, si el plasma posee un ph mucho más acido como 7,2, la orina necesita eliminar este exceso de hidrogeniones ocasionando una disminución en el ph urinario. Medicine Guide Medicine Guide DEPURACION RENAL Las sustancias ingeridas y los productos de desecho metabólicos se eliminan de manera constante del organismo (depurar) con diversos medios, entre ellos eliminación en la orina y las heces, transformación bioquímica en el hígado y, para sustancias volátiles, exhalación. Otra manera de expresar la tasa de eliminación es la depuración, que es el volumen de plasma por unidad de tiempo desde el cual se elimina la totalidad de una sustancia específica. Las sustancias que fueron filtradas son sustancias que han sido sacadas o depuradas del plasma; el riñón filtra 180 litros cada 24h, pero solo orinamos de 1-2 litros. Esto significa que la demás cantidad retorna
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