renal

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RENAL I
Vet. Alejandra Lorenzo Smirnoff
Jefe de Trabajos prácticos
Fisiología Animal y Bioquímica Fisiológica
Facultad de Ciencias Veterinarias – UBA
 Excreción de productos metabólicos de desecho y otras sustancias.
 Regulación del equilibrio hidroelectrolítico y de la osmolaridad plasmática.
 Regulación de la PA.
 Regulación y metabolismo de Ca++ y P.
 Excreción de productos metabólicos y sustancias extrañas al organismo.
 Secreción, metabolismo y excreción de hormonas.
 Neoglucogénesis. 
 Regulación del equilibrio ácido-básico.
FUNCIONES
3
Vaca
Gato 
Cerdo 
Perro 
Equino
NEFRÓN: Unidad funcional del riñón
Glomérulo
Ovillo de capilares
Cápsula de Bowman
Túbulos
	ESPECIE	NEFRONAS/ RIÑON
	VACA	4.000.000
	CERDO	1.250.000
	PERRO	415.000
	GATO 	190.000
	HUMANO	1.000.000
5
6
Irrigación: 
A.aorta, A.renal, A.interlobar, A.Arcuatas, A.interlobulares, AA, capilares glomerulares, AE, capilares peritubulares (Vasos rectos).
A interlobular
AA
AA
FSR: 20% del GC
FSR cortical > FSR medular
	Corteza: 90-95%
	Médula: 5 -10 %
Inervación simpática.
		NEFRONA CORTICAL	NEFRONA YUXTAMEDULAR
	Glomérulos	En zona externa o media de corteza	En zona interna de corteza
	Asas de Henle	Cortas	Largas
	Capacidad de concentrar la orina	Poca	Elevada
	Capilares peritubulares	Rodean y perfunden los elementos corticales	En forma de vasos rectos, paralelos a las asas, hasta médula interna
NEFRONAS CORTICALES Y YUXTAMEDULARES
APARATO YUXTAGLOMERULAR 
Porción tubular: mácula densa.
Porción vascular: células yuxtaglomerulares (renina).
También se considera a las células mesangiales (fagocitan, secretan Pg, actividad contráctil).
FORMACIÓN DE ORINA
3 PROCESOS:
 Filtración:
FG . [x]pl = [x]o . VMU
 Reabsorción: 
FG . [x]pl > [x]o . VMU
 Secreción:
FG . [x]pl < [x]o . VMU
 EXCRECIÓN: FILTRACIÓN – REABSORCIÓN + SECRECIÓN 
		Cantidad Filtrada	Cantidad Excretada	Cantidad Reabsorbida	% de CF Reabsorbida
	GLUCOSA (g/día)	180	0		
	SODIO (mEq/día)	25.560	150		
	CLORO (mEq/día)	19.440	180		
	POTASIO (mEq/día)	756	92		
	BICARBONATO (mEq/día)	4320	2		
	UREA (g/día)	46,8	23,4		
	CREATININA (g/día)	1,8	1,8		
		Cantidad Filtrada	Cantidad Excretada	Cantidad Reabsorbida	% de CF Reabsorbida
	GLUCOSA (g/día)	180	0	180	100
	SODIO (mEq/día)	25.560	150	25.410	99,4
	CLORO (mEq/día)	19.440	180	19.260	99,1
	POTASIO (mEq/día)	756	92	664	87,8
	BICARBONATO (mEq/día)	4.320	2	4.318	+99,9
	UREA (g/día)	46,8	23,4	23,4	50
	CREATININA (g/día)	1,8	1,8	0	0
CANINO DE APROXIMADAMENTE 10 KG CON UN ESTADO DE HIDRATACIÓN NORMAL
VOLUMEN DE FILTRACIÓN GLOMERULAR EN 24HS.
54.720 ml.
VOLUMEN DE ORINA EN 24HS. 
500 ml.
VOLUMEN DE FILTRADO GLOMERULAR
Filtra 
Volumen plasmático que ingresa por AA =100%
Arteriola
aferente 
Glomérulo 
Cápsula de Bowman
Resto del nefrón
Es reabsorbido
Arteriola eferente 
Capilares
peritubulares
Es
excretado
del plasma que entra al riñón retorna a la circulación sistémica
Proteínas plasmáticas
Células sanguíneas
Agua
Aminoácidos
Glucosa
Urea
Sales minerales
Proteínas plasmáticas
Células sanguíneas
Agua
Aminoácidos
Glucosa
Urea
Sales minerales
El filtrado glomerular es función del TAMAÑO de las moléculas y
 de su CARGA
Límite: 70.000D
Albúmina:69.000D
Hb: 68.000D 
BARRERA DE FILTRACIÓN
Endotelio capilar glomerular fenestrado (poros de 50-100 nm).
M.B. glomerular: fuerte carga aniónica, continua (310-350 nm).
Células epiteliales de la cápsula de Bowman: discontinua, con prolongaciones.
 Células mesangiales: modifican la superficie de los capilares glomerulares.
DETERMINANTES DEL VFG
PEF: Presión efectiva de filtración.
Presión hidrostática en el capilar glomerular 
Presión hidrostática en la cápsula de Bowman
Presión oncótica en el capilar glomerular 
Presión oncótica en la cápsula de Bowman
Kf: Coeficiente de filtración.
Área y permeabilidad de la superficie filtrante, puede ser regulado por distintas sustancias.
VFG =
Kf . (P capilar +  cápsula) - (P cápsula +  capilar) 
VFG = Kf . PEF
 Kf
Endotelinas
ANG II
ADH
Noradrenalina
TxA2
Leucotrienos C y D
 Kf
PNA
Dopamina
PGE2
AMPc
 
Fuerzas de Starling
FPR
18
0
10
20
30
40
50
60
Cambios de la PEF a lo largo del capilar glomerular.
mmHg
Longitud del capilar glomerular
 Extremo aferente Extremo eferente
Pcg +45
cg -20
Pcb -10
Pcg +45
cg -35
Pcb -10
PEF = 15
PEF = 0
Capilar sistémico
19
PRESIÓN MEDIA
19
Flujo, presión y resistencia. (Ganong)
La sangre fluye desde las áreas de mayor presión a las de menor presión. F = P/R.
Hay que distinguir entre velocidad, que es el desplazamiento en la unidad de tiempo (cm/seg), y flujo que es el volumen por unidad de tiempo (cm3/seg). Cuando se considera al flujo en un sistema de tubos la velocidad (V) es proporcional al flujo (Q) dividido entre el área (A) del conducto. V = Q / A. La velocidad media del movimiento de un líquido en un sistema de tubos es inversamente proporcional al área de sección transversal total en ese punto. Como el flujo varía directamente y la resistencia inversamente con la 4º potencia del radio, in vivo el flujo y la resistencia son marcadamente afectados por pequeños cambios en el calibre de los vasos. La resistencia al flujo se determina no solo por el radio de los vasos sanguíneos (resistencia vascular) sino por la viscosidad de la sangre.
(Avendaño)
El FSR y su regulación 
La formación de una gran cantidad de ultrafiltrado de plasma en los glomérulos renales requiere una gran irrigación sanguínea.
La primer resistencia vascular importante en el riñón está ubicada en la AA, antes de iniciarse el ovillo capilar glomerular. En ella se produce por lo tanto la primer gran caída en la presión hidrostática de la sangre, que no es tanto como pudiera preverse de la magnitud de la resistencia, debido a que a la salida del ovillo capilar se sitúa otra resistencia importante, la que realiza la AE.
La resistencia vascular está estrechamente regulada en las AA y AE, mediante el grado de contracción de sus paredes, y en el caso de los capilares, por los cambios geométricos inducidos por la contracción de las células mesangiales.
La presión hidrostática dentro de los capilares glomerulares es un parámetro dinámico regulado por la presión de perfusión renal, la resistencia de la AA y AE, dando como resultado una presión hidrostática media de 468 mmHg.
La presión hidrostática de la sangre en los capilares peritubulares viene regulada por la presión intraglomerular, la resistencia de la AE y la resistencia que hace el conjunto del sistema venoso. En estos capilares posglomerulares la Ph depende de la zona del riñón, pero es siempre menor que la de los capilares glomerulares.
REGULACIÓN
HUMORAL 
NERVIOSA
Intrarrenal
Extrarrenal 
Suprarrenales
Hipotálamo
Corazón 
REGULACIÓN NERVIOSA
SNS eferente
Fibras sensoriales aferentes: CGRP, sustancia P.
No hay fibras PS, sin embargo Ach es un potente VD.
 También hay NP Y, neurotensina, VIP, SS.
1 secreción de renina
1 VC de AA y AE
21
La vasculatura renal, incluyendo las AA, AE, células de la mácula densa y el mesangio glomerular están ricamente inervados.
La inervación incluye nervios simpáticos eferentes y fibras sensoriales aferentes que contienen péptidos tales como CGRP (péptido relacionado con el gen de la calcitonina) y la sustancia P. Si bien no hay innervación parasimpática colinérgica eferente, la acetilcolina tiene un potente efecto VD en la vasculatura renal. También se han encontrado neuropéptido Y, neurotensina, VIP y somatostatina. 
La estimulación de los nervios renales aumenta la secreción de renina, aún en ausencia de cambios en la presión arterial, FPR, VFG o excreción urinaria de sodio, sugiriendo un efecto directo de los nervios simpáticos sobre la liberación de renina. 
La estimulación  adrenérgica (por bajas dosis de NA) aumenta la producción de AMPc lo que aumenta la liberación de renina.
La estimulación  adrenérgica (por altas dosis de NA) inhibe la liberación de renina por mecanismos mediados por Ca++.
Laestimulación de los receptores  1 produce una marcada VC renal mientras que los agonistas  2 tienen poco o ningún efecto sobre la resistencia vascular. Ambas arteriolas, aferente y eferente, realizan vasoconstricción en respuesta a la estimulación de receptores  1. La estimulación nerviosa aumenta la resistencia aferente y eferente, disminuye el Kf, disminuye el VFG y el flujo aferente.
(Avendaño)
Regulación exógena del FSR
Además de los procesos de autorregulación, el FSR es modificado por distintas sustancias vasoactivas provenientes de la circulación, de las propias células renales, de células infiltrantes o residentes o de las terminales nerviosas. Una característica fundamental de este proceso es que, al tener las distintas sustancias vasoactivas efectos preferenciales en cada una de las distintas zonas vasculares, los distintos agentes afectan también de forma variada a las presiones en las diferentes áreas de la circulación renal.
Sustancias vasoconstrictoras: angiotensina II, noradrenalina, HAD, endotelina y tromboxano A2.
Sustancias vasodilatadoras: FNA, dopamina, histamina, acetilcolina, bradicinina, prostaciclina, glucagón y PG E2.
Especial importancia tiene el control por parte del endotelio del FSR. Los cambios en las relaciones físicas entre la sangre y el endotelio que tapiza los vasos (distención, rozamiento) o la acción sobre el endotelio de sustancias provenientes de la sangre modifican la capacidad del endotelio renal para liberar sustancias VD o VC. También hay que tener en cuenta que la perfusión de sustancias VC puede tener un efecto complejo, debido a que inducen la liberación de otras sustancias VD que modulan o contrarrestan sus efectos. Por ello, el efecto constrictor de muchas de estas sustancias se potencia en presencia de inhibición de ciclooxigenasa o inhibidores de la síntesis de ON.
El FSR parece depender del equilibrio entre la actividad local de sustancias VD y VC, con mecanismos complejos de interrelación entre ellas. 
REGULACIÓN HUMORAL
AUTORREGULACIÓN RENAL.
SRAA.
PNA.
Cambios en las resistencias de las arteriolas:
VD : ↑ FPR ↑ VFG
VC : ↓ FPR ↓ VFG
VD : ↑ FPR ↓ VFG
VC : ↓ FPR ↑ VFG
AA
AE
“Los cambios en el diámetro de las AA y AE, modifican la resistencia vascular renal y son el determinante principal del FPR y el VFG”.
AUTORREGULACION RENAL
Permite mantener constante el FPR y el VFG a pesar de cambios bruscos de la PA sistémica.
Se pierde la capacidad cuando la PA sistémica cae por debajo de 40 mm Hg  Isquemia
REGULACIÓN INTRÍNSECA
Mecanismo Miogénico:
 máxima respuesta entre los 3 y 10 segundos.
  PA  apertura de canales mecanosensibles  despolarización  activación de canales de Ca++  [Ca++]i  VC
Retroalimentación Túbulo Glomerular (feedback tubuloglomerular):
 máxima respuesta entre los 60 y 120 segundos.
 Cuando se incrementa el VFG, aumenta el flujo en la mácula densa, que envía una señal ( adenosina? )a las células mioepiteliales, causando VC de la AA.
25
(The kidney) Feedback tubuloglomerular (FGT):
La mácula densa es una región especializada del nefrón que se encuentra entre el final del asa gruesa ascendente y el comienzo del TCD. Corre entre el ángulo formado por la AA y la AE adyacente al glomérulo del mismo nefrón. Esta disposición anatómica está idealmente situada para un sistema de feedback donde un estímulo recibido en la mácula densa puede ser transmitido a las arteriolas del mismo nefrón para alterar el VFG.
Agentes que interfieren con el transporte de NaCl en las células de la mácula densa inhiben la respuesta feedback. Esta respuesta también es bloqueada por antagonistas de ANG II e inhibidores de su síntesis.
ANG II aumenta el feedback túbuloglomerular vía activación de receptores AT1 ubicados en la membrana luminal de la mácula densa. El bloqueo de estos receptores disminuye la eficiencia autorreguladora. El óxido nítrico derivado a partir de la nNOS en la mácula densa provee una influencia vasodilatadora sobre el feedback tubuloglomerular, disminuyendo el grado de VC de la AA.
El ATP extracelular atenúa el FGT, mientras que la administración intraluminal de un agonista para receptores A1 de adenosina aumenta la respuesta. El feedback está completamente ausente en los ratones deficientes de receptores A1 para adenosina.
El agregado de adenosina a la AA causa VC vía activación de receptores A1 y la adición de un antagonista de estos receptores bloquea los efectos vasoconstrictores de la adenosina y de la alta [] de NaCl en la mácula densa. Esto ocurre cuando la adenosina es agregada al espacio extravascular y no cuando se agrega a la luz tubular de la mácula densa. Así un aumento de la [NaCl] en la mácula densa puede estimular la producción de ATP lo que conduce a un aumento en la síntesis de adenosina seguido de VC de la AA vía activación de receptores A1 y VD de la AE vía activación de A2. El resultado neto sería disminución del FSR, disminución de la presión hidrostática glomerular y disminución del VFG.
La disminución crónica del envío distal de sodio (como en una restricción crónica de sodio o una constricción aórtica) está asociado con un aumento de la secreción de renina. Mientras que las condiciones que aumentan el envío distal de sodio (como una expansión de volumen) se asocian con una disminución de la secreción de renina. Cambios agudos en el envío distal de sodio también están inversamente correlacionados con la secreción renal de renina.
Todos estos cambios en el envío distal de sodio provocan que la nNOS presente en la mácula densa, sintetice óxido nítrico, el cual provocará VD de la AA, para contrarrestar los efectos vasoconstrictores de ANG II. 
(Avendaño)
Hipótesis para explicar la autorregulación:
a) teoría miogénica: el m liso de las arterias se contrae y se relaja en respuesta a aumentos y disminuciones en la tensión de la pared vascular. Así un aumento en la presión de perfusión, que inicialmente distendería la pared vascular, iría seguido por una contracción de los vasos de resistencia que elevaría la resistencia vascular en el mismo grado en el que se habría elevado la presión de perfusión, de forma que el flujo de sangre a través de la arteria no tendría modificaciones apreciables. El factor que controlaría la contracción de la pared vascular sería la tensión de la misma (T) que viene dada, de acuerdo a la Ley de Laplace, por el gradiente trasmural de presión (P) y por el radio interno del vaso (R)  T= P x R , de esta forma para mantener constante T frente a un aumento de P, R tendría que disminuir y viceversa.
Probablemente la contracción de la pared arterial en respuesta a los cambios de presión tenga dos componentes, uno de respuesta mecánica pasiva de los componentes elásticos de la pared y un segundo, activo, sensible a la distención del vaso. Esta distención dispararía un mecanismo de contracción activa de las células del m liso vascular, probablemente mediada por un aumento en el Ca++ libre citosólico.
b) retroalimentación túbulo-glomerular: según esta teoría, un aumento de la presión de perfusión produciría un aumento de la Ph de los capilares glomerulares y el consiguiente aumento del FG. Esto causa un aumento del flujo de líquido a través de zonas distales del nefrón , lo que es detectado por la mácula densa, que a su vez activa mecanismos efectores que causan vasoconstricción preglomerular?, reduciendo el FSR, la presión intracapilar y el FG.
	
c) teoría metabólica: predice que manteniendo relativamente constante el metabolismo celular y por lo tanto el consumo de oxígeno, una disminución del aporte de sangre induciría una isquemia relativa y la producción de un metabolito vasodilatador, que devolvería las resistencias renales al nivel original. Por el contrario un aumento del FSR produciría una hiperoxia relativa, con producción de un metabolito vasoconstrictor, o el lavado del metabolito vasodilatador, con la consiguiente vasoconstricción.
Como mediadores humorales locales de la autorregulación del FSR se han propuesto a las prostaglandinas,el SRA, las cininas, la adenosina y el ON. 
26
MECANISMO DE AUTORREGULACIÓN FEEDBACK TG
↑ PA sistémica
↑ PA renal
↑ P AA
↑ P capilar glomerular
↑ VFG
↑ envio distal de NaCl
↑ liberación de VC por la mácula densa
↑ contracción de AA
↓ P capilar glomerular
Se minimizan los cambios en el VFG
AUMENTAN LA LIBERACIÓN DE RENINA:
Receptores 1 adrenérgicos en aparato yuxtaglomerular. 
Barorreceptores vasculares renales.
Mecanismo de la mácula densa.
DISMINUYEN LA LIBERACIÓN DE RENINA
Aumento de la presión de perfusión en la AA.
Aumento de la carga filtrada de Na+
ANG II , HAD , PNA,NO. 
SISTEMA RAA
Hipotálamo
ANG II
HAD
Pulmón
(ECA)
Hígado
Renina
Riñón
Glándula
Suprarrenal
Aldosterona
Angiotensinógeno
Angiotensina I
 excreción
Na+ y H2O
SRAA
SNC: + sed e ingestión de sal, + liberación de ADH y ACTH.
SNP: + acción del SNS por aumento en síntesis y liberación de
 catecolaminas y por inhibir su recaptación.
Corazón: inotrópico positivo,  frecuencia cardíaca ( VM), VC
 coronaria, acción trófica sobre los cardiomiocitos. 
Vasos: potente VC, estimula la angiogénesis.
Adrenal:  síntesis y liberación de ALDOSTERONA.
Riñón: VC AE,  FPR,  VFG, contracción de células mesangiales ( Kf ) ,  reabsorción de sodio, feed-back negativo con renina.
ANGIOTENSINA II
29
MINERALOCORTICOIDES
Tiene receptor citosólico 
y de membrana.
MR: epitelio renal, colon, 
gl. parótidas y sudoríparas.
 Tienen afinidad muy alta por
 aldosterona (GCC).
Estimula reabsorción de Na+
y secreción de K+ y H+.
ALDOSTERONA
Transcortina 20%
Albúmina 45%
Vida media=15’
31
ANG II:  síntesis y secreción. Acción trófica de la zona glomerular.
K+ plasmático: pequeños  estimulan la secreción y la inhibe cuando. 
ACTH: Actúa de manera permisiva al activar el paso de colesterol a pregnenolona.
+
Regulación de la secreción de Aldosterona
-
PNA:  secreción. Zona glomerular tiene receptores para PNA y su activación bloquea la respuesta adrenal a ANG II y al K+.
DA: Inhibe la secreción de aldosterona.
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PÉPTIDO NATRIURÉTICO AURICULAR 
ESTÍMULOS
Aumento de la Presión Arterial.
Expansión del Volumen Circulante Efectivo (distensión auricular).
EFECTOS
Aumenta Diuresis (efecto inhibidor de la ADH).
Aumenta Natriuresis (inhibe reabs. de Na+ y Aldosterona).
Antagoniza al SRAA.
VD AA y VC AE.
Relajación Células Mesangiales (aumenta Kf).
33
Óxido Nítrico.
Bradiquinina.
PG E2.
PG I2.
DA.
Otras sustancias vasoactivas renales…
Endotelina 1.
Tromboxano A2.
VD:
VC:
34
DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS RENALES 
 FPR
 VFG
 FF
 Carga Filtrada
 Carga Excretada
 Excreción Fraccional 
34
Medida de la capacidad del riñon para eliminar sustancias del plasma.
Conocer el manejo renal de una sustancia.
DEPURACIÓN
36
 CLEARANCE:
 volumen de plasma completamente depurado de una sustancia X por unidad de tiempo y en relación a la masa corporal 
 [x]u (mg/ml) . VMU (ml/min)
 [x]p (mg/ml)
Cl x 
=
 [In]u . VMU
 [In]p 
Cl In 
=
 [PAH]u . VMU
 [PAH]p 
Cl PAH 
=
VFG
FPR
La medida de aclaramiento renal se basa en el principio de Fick, considerando que la cantidad de una sustancia medida en la orina será igual a la diferencia arterio-venosa renal de la misma.
36
VFG
FPR
Cl In
Cl PAH
FF
20%
Carga Filtrada (mg/min) = [x]pl . VFG
Carga Excretada (mg/min) = [x]o . VMU
 Excreción fraccional o 
 Depuración instantánea = o 
 Cl x
 Cl In
 0
< 1
 1
> 1
 Cl x
 Cl Cr
 
¡MUCHAS GRACIAS!