Elementos de la función renal

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Elementos de la función renal
REVISIÓN DE LA FUNCIÓN RENAL
El riñón presenta en su más alto grado el fenómeno 
de la sensibilidad; el poder de reaccionar frente a 
diversos estímulos en la dirección adecuada para la 
supervivencia del organismo; un poder de adaptación 
que casi da la idea de que una parte de su composición 
está dotada de inteligencia.
E. Starling, 1909
Ciertamente, la integridad mental es una condición 
sine qua non de la vida libre e independiente. Incluso 
consentir que partes de nuestro medio interno 
experimenten cambios, permitir que nuestros riñones 
fallen en el cumplimiento de su misión, incluso durante 
poco tiempo, y nuestra integridad mental o personalidad 
es destruida.
Homer W. Smith, 1939
Como Starling y Smith reconocen, los riñones son órga-
nos reguladores más que excretores. Sin embargo, está 
claro que la función excretora de los riñones es crucial 
en su capacidad para regular la composición y el vo-
lumen de los líquidos corporales. Los riñones regulan: 
a) la osmolalidad y el volumen de los líquidos corpora-
les; b) el equilibrio de los electrólitos, y c) el equilibrio
acidobásico. Además, los riñones excretan productos
del metabolismo y sustancias extrañas, y producen y
segregan hormonas.
El control de la osmolalidad de los líquidos corpora-
les es importante para el mantenimiento normal del 
volumen celular en todos los tejidos del organismo. El 
control del volumen de los líquidos corporales es ne-
cesario para el funcionamiento normal del sistema 
cardiovascular. Los riñones también son esenciales 
para regular la cantidad de diversos iones inorgánicos 
importantes en el organismo, incluyendo Na+, K+, Cl–, 
bicarbonato (CO3H–), hidrogeniones (H+), Ca++ y fosfato 
inorgánico (Pi). La excreción de estos electrólitos debe 
ser igual a su ingesta diaria, para mantener el equili-
brio adecuado. Si la ingesta de un electrólito excede 
su excreción, la cantidad de este electrólito en el orga-
nismo se incrementará, y el sujeto tendrá un equilibrio 
positivo para este electrólito. Por el contrario, si la ex-
creción de un electrólito supera la ingesta, su cantidad 
en el organismo se reducirá, y el sujeto presentará un 
equilibrio negativo para ese electrólito. Para muchos 
electrólitos, los riñones son la única o la principal vía 
de excreción del organismo. 
Otra importante función de los riñones es la regula-
ción del equilibrio acidobásico. Muchas de las funcio-
nes metabólicas del organismo son exquisitamente 
sensibles al pH. Por ello, el pH de los líquidos corpora-
les debe mantenerse entre unos límites estrechos. El 
pH se mantiene mediante los tampones de los líquidos 
corporales y la acción coordinada de pulmones, híga-
do y riñones. 
Los riñones excretan diversos productos finales del 
metabolismo. Los productos de desecho incluyen urea 
(de los aminoácidos), ácido úrico (de los ácidos nuclei-
cos), creatinina (de la creatina muscular), productos fi-
nales del metabolismo de la hemoglobina y metabolitos 
de las hormonas. Los riñones eliminan estas sustancias 
del organismo al ritmo que marca su producción. Así, 
los riñones regulan la concentración de hormonas den-
tro de los líquidos corporales. Los riñones también re-
presentan un importante camino de eliminación de sus-
tancias extrañas, como fármacos, pesticidas y otros 
compuestos químicos. 
Finalmente, los riñones son importantes órganos 
endocrinos que producen y segregan renina, calcitriol 
y eritropoyetina. La renina activa el sistema renina-
angiotensina-aldosterona, que ayuda a regular la pre-
sión sanguínea, y el equilibrio Na+-K+. El calcitriol, un 
metabolito de la vitamina D3, es necesario para la ab-
sorción normal del calcio en el tracto gastrointestinal 
y para su depósito en el hueso (v. también el capítulo 35). 
En los pacientes con enfermedad renal, la capacidad 
de los riñones para producir calcitriol se deteriora, y 
los niveles de esta hormona se reducen. Como resulta-
do, disminuye la absorción intestinal de calcio. Esta 
reducida absorción intestinal de calcio contribuye a 
las alteraciones en la formación de hueso que se ob-
servan en los pacientes con enfermedad renal crónica. 
Otra consecuencia de muchas enfermedades renales 
es la reducción en la producción y secreción de eritro-
poyetina. La eritropoyetina estimula la formación de 
eritrocitos por la médula ósea. La producción dismi-
nuida de eritrocitos contribuye a la anemia que apare-
ce en el fallo renal crónico. 
Una gran variedad de enfermedades deterioran la 
función de los riñones y conducen a un fallo renal. En 
algunas circunstancias, el deterioro de la función re-
nal es transitorio, pero en muchos casos la función 
renal disminuye progresivamente. Los pacientes con 
una relación de filtración glomerular (GFR) inferior al 
10% del valor normal se considera que presentan una 
enfermedad renal en estadio terminal (ERCT), y para 
sobrevivir deben recibir tratamiento de sustitución de 
la función renal. 
Para conocer los mecanismos que contribuyen a la en-
fermedad renal, primero es necesario conocer la fisiolo-
gía normal de la función renal. Por ello, en los siguientes 
capítulos de esta sección del libro se considerarán los 
diversos aspectos de la función renal. 
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558 Berne y Levy. Fisiología
ANATOMÍA FUNCIONAL DEL RIÑÓN
 Estructura y función están estrechamente relacionadas 
en el riñón. En consecuencia, son necesarias unas nocio-
nes de la anatomía macroscópica y de los rasgos histoló-
gicos del riñón para comprender sus funciones. 
Anatomía macroscópica
Los riñones son órganos dobles que se sitúan en la pared 
abdominal posterior por detrás del peritoneo, a ambos 
lados de la columna vertebral. En los adultos, cada riñón 
pesa entre 115 y 170 g y sus dimensiones aproximadas son: 
11 cm de longitud, 6 cm de anchura y 3 cm de grosor. 
Los rasgos de la anatomía macroscópica del riñón 
humano se ilustran en la figura 32-1. La cara medial de 
cada riñón contiene una hendidura a través de la cual 
pasan la arteria y la vena renal, los nervios y la pelvis. 
Si se corta un riñón por la mitad se observan dos regio-
nes: una región externa o corteza, y una región interna, 
la médula. La corteza y la médula se componen de ne-
fronas (la unidad funcional del riñón), vasos sanguí-
neos, linfáticos y nervios. La médula en el riñón huma-
no se divide en áreas cónicas denominadas pirámides 
renales. La base de cada pirámide se origina en el límite 
corticomedular, y el ápex termina en una papila que re-
posa dentro de un cáliz menor. Los cálices menores 
recogen la orina de cada papila. Los numerosos cálices 
menores se expanden en dos o tres bolsas abiertas, los 
cálices mayores. Los cálices mayores terminan en la 
pelvis. La pelvis representa el extremo abierto y exten-
dido del uréter, que lleva la orina de la pelvis renal a la 
vejiga urinaria. Las paredes de cálices, pelvis y uréter 
contienen músculo liso, que se contrae para propulsar 
la orina hacia la vejiga urinaria. 
El flujo sanguíneo a los dos riñones es equivalente al 
25% del gasto cardíaco (1,25 l/min) en los individuos en 
reposo. No obstante, los riñones representan menos 
del 0,5% del peso corporal total. Como se ilustra en la 
figura 32-1 (izquierda), las ramas de las arterias renales 
progresivamente forman la arteria interlobar, arteria 
arcuata, arteria interlobular y las arteriolas aferentes, 
que forman los capilares glomerulares (glomérulo). 
Los capilares glomerulares se reúnen en la arteriola 
eferente que conduce a la formación de una segunda 
red de capilares, los capilares peritubulares, los cuales 
aportan la sangre a la nefrona. Los capilares del sistema 
venoso discurren paralelos a los vasos arteriales y, pro-
gresivamente, forman la vena interlobular, vena arcua-
ta, vena interlobular y vena renal cuyo curso trascu-
rre al lado del uréter.
Ultraestructurade la nefrona
La unidad funcional del riñón es la nefrona. Cada riñón 
humano contiene aproximadamente 1,2 millones de ne-
fronas, las cuales son tubos huecos formados por una 
única capa de células. La nefrona se compone de cor-
púsculo renal, túbulo proximal, asa de Henle, túbulo 
distal y sistema de conductos colectores* (figs. 32-3 
y 32-4). El corpúsculo renal se compone de los capilares 
* En realidad, la organización de la nefrona es mucho más compleja de como 
aquí se presenta. Sin embargo, por simplicidad y claridad en los siguientes 
capítulos, la nefrona se ha dividido en cinco segmentos. El conducto colec-
tor no es en realidad parte de la nefrona. No obstante, de nuevo por simpli-
cidad, se considerará que el sistema de conductos colectores es parte de la 
nefrona.
AplicAción clínicA
La enfermedad renal es un problema mayor de salud. 
En Estados Unidos:
●	 La enfermedad renal afecta a más de 20 millones de 
pacientes, y es la responsable de más de 80.000 muer-
tes al año.
●	 Cada año se diagnostican más de 3 millones de nuevos 
pacientes de enfermedad renal.
●	 Alrededor de 500.000 personas se tratan para ERCT 
cada año.
●	 Aproximadamente 275.000 pacientes con ERCT reci-
ben tratamiento con hemodiálisis o diálisis peritoneal. 
●	 Diabetes, hipertensión, glomerulonefritis y enferme-
dad renal poliquística son las causas que conducen a 
ERCT.
●	 La ERCT secundaria a diabetes está creciendo a un rit-
mo anual superior al 11%.
●	 El coste en los cuidados de salud por ERCT es superior 
a los 19.000 millones de dólares al año.
●	 Se realizan más de 14.000 trasplantes renales cada 
año. Desgraciadamente, más de 54.000 pacientes es-
tán esperando un trasplante renal.
●	 Las infecciones urinarias, la litiasis renal (urolitiasis) y 
la cistitis intersticial (inflamación de la vejiga urinaria) 
también son problemas sanitarios de primer orden. La 
cistitis intersticial (700.000 pacientes), la litiasis urina-
ria (1,3 millones de visitas al año), las infecciones uri-
narias (8,3 millones de visitas al año) y la incontinen-
cia urinaria (13 millones de adultos afectados, sobre 
todo, de edad superior a 65 años) son graves proble-
mas de salud.
Los individuos con ERCT deben recibir tratamiento de 
sustitución renal. Estos tratamientos incluyen diálisis 
peritoneal, hemodiálisis y trasplante renal. Tanto la he-
modiálisis como la diálisis peritoneal, como su nombre 
indica, se basan en el proceso de diálisis por el cual 
pequeñas moléculas son eliminadas de la sangre por di-
fusión a través de una membrana selectivamente per-
meable a una solución que carece de estas pequeñas 
moléculas. En la diálisis peritoneal, la membrana perito-
neal actúa como membrana dializante. Se introducen 
varios litros de una solución en la cavidad abdominal, y 
las pequeñas moléculas de la sangre difunden a través 
de la membrana peritoneal hacia la solución, y la cavidad 
peritoneal se vacía posteriormente. En la hemodiálisis, la 
sangre del paciente se bombea a través de una máquina 
de riñón artificial. En el riñón artificial, la sangre está 
separada de la solución por una membrana de diálisis, 
que permite la difusión de pequeñas moléculas desde la 
sangre a la solución y, en consecuencia, se eliminan pe-
queñas moléculas de la sangre. Los pacientes candidatos 
a un trasplante renal se tratarán con diálisis hasta que 
aparezca un donante renal adecuado. Aunque la anemia 
también solía ser un importante problema por la produc-
ción disminuida de eritropoyetina en la ERCT, en la ac-
tualidad los pacientes en diálisis periódica reciben trata-
miento con eritropoyetina humana recombinante.
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 Capítulo 32 Elementos de la función renal 559
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Corteza
Médula
Pirámide
Nefrona 
(ampliada)
Cáliz 
mayor
Cáliz 
menor
Cápsula
Espacio pélvico
Arteria renal
Vena 
renal
Pelvis
Uréter
CCME
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RAD
RAG
RAG
RDD
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8
3a
3
7a 7b
2
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CCMI
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●	 Figura 32-1. Corte de un riñón 
humano que muestra su estructura inter-
na. (Modificado de Marsh DJ. Fisiología 
Renal. New York, Raven, 1983.)
●	Figura 32-2. Izquierda, Organización del sistema vascular del riñón humano. 1: arterias interlobares; 1a, venas 
interlobares; 2, arterias arcuatas; 2a, venas arcuatas; 3, arterias interlobulares; 3a, venas interlobulares; 4, vena estella-
ta; 5, arteriolas aferentes; 6, arteriolas eferentes; 7a, 7b, red capilar glomerular; 8, vasa recta descendente. Derecha, 
Organización de la nefrona humana. Una nefrona superficial se ilustra a la izquierda, y una nefrona yuxtamedular (YM) 
se ilustra a la derecha. El asa de Henle incluye la porción recta del túbulo proximal (Tp), la rama descendente delgada 
(RDD), la rama ascendente delgada (RAD) y la rama ascendente gruesa (RAG). B: cápsula de Bowman; CCC: conducto 
colector cortical; TD: túbulo distal; CCMI: conducto colector medular interno; MD: mácula densa; CCME: conduc-
to colector medular externo; p: pelvis. (Modificado de Kriz W, Bankir LA. Am J physiol 254:F1, 1988 y Koushanpour E, 
Kriz W. Renal physiology: principles, structure and Function, 2.ª ed. New York, Springer-Verlag, 1986.)
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560 Berne y Levy. Fisiología
Conducto colector 
medular interno
Rama ascendente delgadaRama ascendente gruesa
Rama descendente delgada
Túbulo proximal
Mácula densa
Conducto colector cortical
Túbulo distal
Célula principal Célula intercalada
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●	Figura 32-3. Diagrama de una 
nefrona que incluye la ultraestructura 
celular.
A NIVEL CELULAR
La policistina 1 (codificada por el gen PKD1) y la poli-
cistina 2 (codificada por el gen PKD2) se expresan en la 
membrana del cilio primario y median la entrada de Ca++ 
en la célula. Se supone que pKD1 y pKD2 desempeñan 
un importante papel en la secreción de K+ dependiente 
del flujo por las células principales del conducto colector. 
Como se describe en detalle en el capítulo 35, un flujo 
aumentado de líquido tubular en el conducto colector es 
un fuerte estímulo para la secreción de K+. Un flujo au-
mentado inclina el cilio primario de las células principa-
les, activando pKD1/pKD2 Ca++ conduciendo a un canal 
complejo que permite la entrada de Ca++ en la célula y 
aumentando la [Ca++] intracelular. El aumento en la 
[Ca++] activa los canales del K+ en la membrana plasmá-
tica apical, que aumenta la secreción de K+ desde la cé-
lula hacia el líquido tubular.
glomerulares y la cápsula de Bowman. El túbulo proxi-
mal forma al inicio varias curvas a las que sucede un 
segmento recto que desciende hacia la médula. El si-
guiente segmento es el asa de Henle, que se compone 
de una parte recta a continuación del túbulo proximal, 
el asa descendente delgada (que termina en una horqui-
lla), el asa ascendente delgada (sólo en las neuronas 
con largas asas de Henle), y el asa ascendente gruesa. 
Casi al terminar el asa ascendente gruesa, la nefrona 
pasa entre las arteriolas aferente y eferente de la misma 
nefrona. Este corto segmento del asa ascendente grue-
sa se denomina mácula densa. El túbulo distal comien-
za un poco más allá de la mácula densa y se extiende 
hasta un punto en la corteza en el que dos o más nefro-
nas se unen para formar el conducto colector cortical. 
Este conducto penetra en la médula y se transforma en 
el conducto colector medular externo y, después, en el 
conducto colector medular interno. 
Cada segmento está compuesto por células destina-
das a realizar unas funciones de transporte específicas 
(v. fig. 32-3). Las células del túbulo proximal tienen una 
membrana apical intensamente amplificada (el lado uri-
nario de la célula) denominada borde en cepillo, que 
está presente sólo en el túbulo proximal.La membrana 
basolateral (el lado sanguíneo de la célula) presenta 
muchas invaginaciones. Estas invaginaciones contienen 
principalmente mitocondrias. En contraste, las ramas 
descendente y ascendente delgadas del asa de Henle tie-
nen superficies apicales y basolaterales pobremente 
desarrolladas y pocas mitocondrias. Las células del asa 
ascendente gruesa y del túbulo distal tienen abundantes 
mitocondrias y, en la membrana basolateral, extensos 
pliegues hacia el interior. 
Los conductos colectores se componen de dos tipos 
de células: las células principales y las células intercala-
das. Las células principales presentan una membrana 
basolateral moderadamente invaginada, y contienen po-
cas mitocondrias. Las células principales desempeñan 
un papel importante en la reabsorción del NaCl (v. capí-
tulos 33 y 34) y en la secreción de K+. Las células interca-
ladas desempeñan un papel importante en la regulación 
del equilibrio acidobásico, y presentan una alta densi-
dad de mitocondrias. Una población de células intercala-
das segrega H+ (reabsorbe CO3H–) y otra población segre-
ga CO3H– (v. capítulo 36). El segmento distal de la nefrona, 
el conducto colector medular interno, se compone de las 
células colectoras medulares internas. Las células del 
conducto colector medular interno tienen una superficie 
apical y basolateral pobremente desarrolladas y pocas 
mitocondrias. 
Todas las células de la nefrona, excepto las células in-
tercaladas, tienen en su membrana plasmática apical un 
único cilio primario no motor que protruye en el fluido 
tubular (v. fig. 32-4). El cilio primario es un mecanosen-
sor (detecta cambios en el ritmo del líquido tubular) y 
quimiosensores (detectan o responden a la composición 
del líquido que los envuelve) e inician la vía de señaliza-
ción dependiente del Ca++, incluyendo aquellas que con-
trolan la función de las células renales, proliferación, di-
ferenciación y apoptosis (muerte celular programada). 
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 Capítulo 32 Elementos de la función renal 561
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IC1
IC2
CD
C
●	Figura 32-4. Exploración mediante microscopia electróni-
ca que ilustra el cilio primario (C) en la membrana plasmática 
apical de las células principales del conducto colector cortical. 
Obsérvese que las células intercaladas no tienen cilio. El cilio pri-
mario tiene aproximadamente de 2 a 30 µm de longitud, y un 
diámetro de 0,5 µm. CD: células principales del conducto colector 
con cortos microvillis (punta de flecha). La cumbre recta (flecha 
abierta) representa el límite de las células entre células principales; 
IC1 e IC2 son células intercaladas con numerosos largos microvi-
llis en la membrana apical. (De Kriz W, Kaissling B: Structural or-
ganization of the mamalian kidney. En: Seldin DW, Giebisch G 
[eds]. The Kidney: physiology and pathophysiology, 3.ª ed. phila-
delphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2000.) 
La nefrona se puede subdividir en un tipo superficial y 
un tipo yuxtamedular (v. fig. 32-2). El corpúsculo renal de 
cada nefrona superficial se localiza en la región externa 
de la corteza. Su asa de Henle es corta, y sus arteriolas 
eferentes se ramifican en los capilares peritubulares que 
rodean los segmentos de su propia nefrona y de las adya-
centes. Esta red capilar lleva oxígeno e importantes nu-
trientes a los segmentos de la nefrona en la corteza, 
aporta sustancias para la secreción por la nefrona (movi-
miento de una sustancia desde la sangre hacia el líquido 
tubular) y sirve como vía de retorno para la reabsorción 
de agua y solutos hacia la circulación sistémica. Unas po-
cas especies, incluyendo los seres humanos, también 
tienen neuronas superficiales muy cortas cuyas asa de 
Henle nunca entran en la médula. 
El corpúsculo renal de cada nefrona yuxtamedular se 
localiza en la región de la corteza adyacente a la médula 
(v. fig. 32-2, derecha). Cuando se comparan con las nefro-
nas superficiales, las nefronas yuxtamedulares se dife-
rencian anatómicamente por dos aspectos importantes: 
el asa de Henle es más larga y se extiende profundamen-
te hacia la médula, y la arteriola eferente no sólo forma 
una red de capilares peritubulares sino también una se-
rie de asas vasculares denominadas vasa recta. 
Como se muestra en la figura 32-2, los vasa recta 
descienden hacia la médula, donde forman una red de 
capilares alrededor de los conductos colectores y la 
rama ascendente del asa de Henle. La sangre regresa 
hacia la corteza en los vasa recta ascendentes. Aun-
que menos del 0,7% del flujo sanguíneo renal penetra 
en los vasa recta, estos vasos realizan importantes 
funciones en la médula renal incluyendo: a) el trans-
porte de oxígeno y nutrientes importantes a los seg-
mentos de la nefrona; b) el reparto de sustancias a la 
nefrona para su secreción; c) sirven como camino de 
retorno de agua y solutos reabsorbidos hacia el siste-
ma circulatorio, y d) concentran y diluyen la orina (la 
concentración y dilución urinaria se expondrá con de-
talle en el capítulo 34).
Ultraestructura del corpúsculo renal
El primer escalón en la formación de la orina comienza 
con el movimiento pasivo de un ultrafiltrado del plas-
ma desde los capilares glomerulares (glomérulo) ha-
cia el espacio de Bowman. El término ultrafiltración 
se refiere al movimiento pasivo de líquido esencial-
mente libre de proteínas desde los capilares glomeru-
lares hasta el espacio de Bowman. Para comprender el 
proceso de ultrafiltración se debe conocer la anatomía 
del corpúsculo renal. El glomérulo consiste en una red 
de capilares que se originan en la arteria aferente y 
terminan en la arteria eferente (figs. 32-5 y 32-6). Du-
rante el desarrollo embrionario, los capilares glomeru-
lares presionan sobre la terminación cerrada del túbulo 
proximal formando la cápsula de Bowman del corpúscu-
lo renal. Los capilares se recubren de células epiteliales 
denominadas podocitos, que forman la capa visceral de 
la cápsula de Bowman (figs. 32-7 a 32-9). Las células vis-
cerales se dirigen hacia fuera en el polo vascular (donde 
las arteriolas aferentes y eferentes entran y salen de la 
cápsula de Bowman) para formar la capa parietal de 
la cápsula de Bowman. El espacio entre la capa visceral 
y la capa parietal es el espacio de Bowman que en el polo 
urinario (donde el túbulo proximal se une a la capsula de 
Bowman) del glomérulo se transforma en la luz del túbu-
lo proximal. 
Las células endoteliales del capilar glomerular están 
cubiertas por una membrana basal que se halla rodeada 
de podocitos (figs. 32-5 y 32-7 a 32-9). El endotelio capilar, 
la membrana basal y los pies-procesos de los podocitos 
forman la llamada barrera de filtración (v. figs. 32-5 y 32-7 
a 32-9). El endotelio está fenestrado (contiene poros de 
700 Å, 1 Å = 10–10 m) y es libremente permeable al agua, a 
pequeños solutos (Na+, urea, glucosa) y a muchas proteí-
AplicAción clínicA
La enfermedad renal poliquística (pKD) es una enfer-
medad genética que se presenta en una de cada 800 
personas. Aproximadamente de 4 a 6 millones de perso-
nas en todo el mundo padecen pKD (600.000 en Estados 
Unidos), que está causada principalmente por una muta-
ción en pKD1 (85-90% de casos) y pKD2 (10-15% de ca-
sos). El fenotipo principal de la pKD es un aumento del 
tamaño renal por la presencia de cientos a miles de quis-
tes renales que pueden llegar a ser tan grandes como de 
20 cm de diámetro. Los quistes también pueden aparecer 
en el hígado u otros órganos. La pKD provoca fallo renal, 
generalmente en la quinta década de la vida, y representa 
el 10% de los pacientes con fallo renal en estadio termi-
nal. Aunque no está claro cómo las mutaciones en pKD1 
y pKD2 producen pKD, la formación renal de quistes pue-
de ser el resultado de un defecto en la captación de Ca++ 
que produce una alteración en las vías señalizadoras de-
pendientes del Ca++ incluyendo las que controlanla proli-
feración, diferenciación y apoptosis de las células renales.
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562 Berne y Levy. Fisiología
MD
AA
AE
EN
G CME
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MB
EN
TP
EB
PP
EP
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af
af
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50 µm
MBG
PP
C
*
*
A
B
LC
●	Figura 32-5. Anatomía del corpúsculo renal y el aparato 
yuxtaglomerular. El aparato yuxtaglomerular se compone de la 
mácula densa (MD) de la rama ascendente gruesa, las células 
mesangiales extraglomerulares (CME) y las células granulares (G) 
productoras de renina y angiotensina-II de la arteriola aferen-
te (AA). MB: membrana basal; EB: espacio de Bowman; AE: arte-
riola eferente; EN: célula endotelial; pp: pies de los podocitos; 
M: células mesangiales entre capilares; p: cuerpo celular del po-
docito (capa celular visceral); Ep: epitelio parietal; Tp: células del 
túbulo proximal. (Modificado de Kriz W, Kaissling B. En: Seldin 
DW, Giebisch G [eds]. The Kidney: physiology and pathophysiolo-
gy, 2.ª ed. New York, Raven, 1992.)
●	Figura 32-6. Exploración mediante microscopia electróni-
ca de la arteriola interlobular, arteriola aferente (af), arteriola 
eferente (ef) y el glomérulo. Las barras blancas de las arteriolas 
aferente y eferente indican una anchura de entre 15 y 20 µm. (De 
Kimura K y cols. Am J physiol 259:F936, 1990.)
●	Figura 32-7. A, Microscopia electrónica de un podocito 
que rodea a un capilar glomerular. El cuerpo celular del podoci-
to contiene un gran núcleo con tres hendiduras. Los procesos 
celulares de los podocitos forman los procesos pediculados inter-
digitantes (pp). Las flechas en el citoplasma del podocito indican 
un aparato de Golgi bien diferenciado, y los asteriscos indican el 
espacio de Bowman. C: luz capilar; MBG: membrana basal glo-
merular. B, Microscopia electrónica de la barrera de filtración de 
un capilar glomerular. La barrera de filtración está compuesta 
de tres capas: el endotelio, la membrana basal y los procesos 
pediculados de los podocitos. Obsérvese el diafragma de las hen-
diduras de filtración que puentea el suelo de las hendiduras de 
filtración (flechas). LC: luz capilar. (De Kriz W, Kaissling B. En: 
Seldin DW, Giebisch G [eds]. The Kidney: physiology and patho-
physiology, 2.ª ed. New York, Raven, 1992.)
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PP
P
P
A
B
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C
C
C
C
C
C
C
C
PO
EU
MBGm
MBGc
M
*
*
*
*
*
*
US
●	Figura 32-8. A, Exploración mediante microscopia elec-
trónica que muestra la superficie exterior de los capilares glo-
merulares. Ésta es la vista que se debe observar desde el espacio 
de Bowman. Los procesos de los podocitos (pp) van desde el 
cuerpo celular (CC) hasta los capilares, donde finalmente se divi-
den en los procesos pediculados. Las interdigitaciones de los 
procesos pediculados originan las hendiduras de filtración. B, Ex- 
ploración mediante microscopia electrónica de la superficie inter-
na (lado hemático) de un capilar glomerular. Ésta es la vista que 
se debe observar desde la luz del capilar. Las fenestraciones de las 
células endoteliales son tan pequeñas como de 700 Å. (De Kriz 
W, Kaissling B. En: Seldin DW, Giebisch G [eds]. The Kidney: phy-
siology and pathophysiology, 2.ªed. New York, Raven, 1992.)
●	 Figura 32-9. Microscopia electrónica del mesangio. El 
área entre los capilares glomerulares contiene células mesangia-
les. C: capilar glomerular; MBGc: membrana basal glomerular 
capilar rodeada por los procesos pediculados de los podocitos 
(pO) y las células endoteliales; M: células mesangiales que origi-
nan numerosos procesos, algunas marcadas por una estrella; 
MBGm: membrana basal glomerular mesangial rodeada por los 
procesos pediculados de los podocitos y las células mesangiales; 
EU: espacio urinario. Obsérvese la extensa matriz extracelular 
rodeada por células mesangiales (triángulos) (3 4.100) (De Kriz 
W, Kaissling B. En: Seldin DW, Giebisch G [eds]. The Kidney: phy-
siology and pathophysiology, 2.ª ed. New York, Raven, 1992.)
nas, pero no es permeable a hematíes, leucocitos o pla-
quetas. Debido a que las células endoteliales expresan 
glucoproteínas cargadas negativamente en su superficie, 
retrasan la filtración de grandes proteínas aniónicas ha-
cia el espacio de Bowman. Además de su papel como ba-
rrera de filtración, las células endoteliales sintetizan una 
variedad de sustancias vasoactivas (óxido nítrico [NO], 
un vasodilatador, y endotelina [ET-1], un vasoconstric-
tor) que son importantes en el control del flujo plasmáti-
co renal (RPF). 
La membrana basal es una matriz porosa de proteí-
nas con carga negativa, incluyendo colágeno de tipo IV, 
laminina, los proteoglucanos agrin y perlecan, y fibro-
nectina, y constituye una importante barrera a las pro-
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564 Berne y Levy. Fisiología
Podocalyxin
NHERF-2
Ezrin
F-actin
MAGI-1
CD2-AP
Podocina
FAT
MBG
Synpo
Nefrina
V V
P T
Z NEPH-1
P-Cad
Utrophin
β-DG
α-DG
α-act-4
α3 β1
α
β
γ
●	Figura 32-10. Anatomía de los procesos pediculados de los podocitos. Esta figura ilustra las proteínas que conforman el dia-
fragma de hendidura entre dos procesos pediculados adyacentes. La nefrina y la NEpH-1 son proteínas que se extienden desde la 
membrana, que presentan largos dominios extracelulares que interactúan. La podocina también es una proteína que se extiende des-
de la membrana, y organiza la nefrina y la NEpH-1 en microterritorios específicos en la membrana plasmática, lo que es importante a 
efectos de la señalización que determinan la integridad estructural de los procesos pediculados de los podocitos. Muchas de las pro-
teínas que componen el diafragma de hendidura interaccionan con proteínas adaptadoras del interior de la célula, incluyendo CD2-Ap. 
Las proteínas de adaptación se unen a filamentos de actina (F-actin) del citoesqueleto, que, en suma, se unen directa o indirectamen-
te a proteínas como α3β1 y MAGI-1, que interactúan con proteínas que se expresan en la membrana basal glomerular (MBG). α-act-4: 
α-actina 4; α3β1: α3β1 integrina; α-DG: α-dystroglycan; CD2-Ap: una proteína adaptadora que une nefrina y podocina a las proteínas 
intracelulares; FAT: una protocadherina que organiza la polimerización de actina; MAGI-1: una proteína guanilato cinasa asociada a la 
membrana; NHERF-2: el factor 2 regulador del intercambio Na+-H+; p: paxillin; p-Cad: p-cadherina; Synpo: sinaptopodina; T: talina; 
V: vinculina; Z: zona occludens. (Adaptado de Mundel p, Shankland SJ: J Am Soc Nephrol 13:3005, 2002.)
teínas del plasma. La membrana basal presenta una fun-
ción principal como filtro selectivo de carga en el cual 
la capacidad de las proteínas para atravesar el filtro se 
basa en la carga*.
Los podocitos, que son endocíticos, poseen unas 
largas estructuras semejantes a digitaciones que ro-
dean completamente la superficie externa de los ca-
pilares (v. fig. 32-8). Las interdigitaciones de los po-
docitos cubren la membrana basal y están separadas 
por unos aparentes hiatos denominados hendiduras 
de filtración. Estas hendiduras de filtración contie-
nen un delgado diafragma con poros de 40 × 140 Å. 
Los diafragmas de las hendiduras de filtración, que 
parecen una estructura continua cuando se observan 
con el microscopio electrónico, están compuestos de 
numerosas proteínas, que incluyen nefrina (NPHS1), 
NEPH-1, podocina (NPHS2), α-actina 4 (ACTN4) y 
CD2-AP (figs. 32-10 y 32-11). La hendiduras de filtra-
ción, cuya función principal es la de un filtro selecti-
vo por tamaño, impide que las proteínas y las macro-
moléculas atraviesen la membrana basal hacia el 
espacio de Bowman. 
Otro componente importante del corpúsculo renal 
es el mesangio, que está compuesto por células mesan-
giales y matriz mesangial (v. fig. 32-9). Las células me-
sangiales, que comparten muchas de laspropiedades 
de las células del músculo liso, rodean los capilares glo-
* Debido a que la membrana basal y los diafragmas de filtración contienen glu-
coproteínas cargadas negativamente, algunas proteínas del plasma se mantie-
nen fuera (no se filtran al espacio de Bowman) por el tamaño y la carga. Para 
las moléculas con un radio molecular efectivo de entre 20 y 42 Å, las mo-
léculas catiónicas se filtran con mayor rapidez que las moléculas aniónicas.
AplicAción clínicA
El síndrome nefrótico se produce por diversas alteracio-
nes, y se caracteriza por una permeabilidad aumentada 
de los capilares glomerulares a las proteínas y por la pér-
dida de la estructura normal de los podocitos, incluyendo 
el borramiento (adelgazamiento) de los pedicelos. La per-
meabilidad aumentada a las proteínas condiciona un au-
mento de la excreción urinaria de éstas (proteinuria). por 
ello, la aparición de proteínas en la orina puede indicar 
una enfermedad renal. A menudo, en los individuos con 
este síndrome se desarrolla hipoalbuminemia como resul-
tado de la proteinuria. Además, se observa habitualmente 
un edema generalizado en los individuos con síndrome 
nefrótico. La causa de la proteinuria y de la enfermedad 
renal puede ser una mutación en los numerosos genes 
que codifican las proteínas del diafragma de la hendidura 
(v. fig. 32-10 y 32-11) incluyendo nefrina, NEPH-1, po-
docina, CD2-AP y α-actina 4, o la desaparición de estos 
genes en ratas. por ejemplo, mutaciones en el gen de la 
nefrina (NpHS1) originan un diafragma de hendidura 
anormal o ausente, lo cual causa una proteinuria masiva y 
fallo renal (síndrome nefrótico congénito). Además, mu-
taciones en el gen de la podocina (NpHS2) producen un 
síndrome nefrótico resistente a los esteroides autonómico 
recesivo. Estas mutaciones se producen de forma natural, 
y los estudios en ratones carentes de genes demuestran 
que nefrina, NEpH-1, podocina, CD2-Ap y α-actina 4 de-
sempeñan un papel fundamental en la estructura y fun-
ción de los podocitos. 
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 Capítulo 32 Elementos de la función renal 565
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FAT1 y
FAT2
Actina
α-Actinina 4
NEPH1
y
NEPH2
Procesos pediculados
P-cadherina
CD2-AP
ZO-1
Podocina
Nefrina
Membrana basal
Cédula endotelial fenestrada
●	 Figura 32-11. Revisión 
de las principales proteínas que 
forman el diafragma de hendi-
dura. Nefrinas (rojo) de procesos 
pediculados opuestos interdigi-
tales en el centro del diagrama. 
En la hendidura, la nefrina in-
teractúa con NEpH1 y NEpH2 
(azul), FAT1 y FAT2 (verde) y 
p-cadherina. Los dominios intra-
celulares de nefrina, NEpH1 y 
NEpH2 interactúan con la podo-
cina y CD2-Ap, las cuales conec-
tan este diafragma de hendidura 
con ZO-1, α-actinina 4 y actina. 
(Modificado de Tryggvason K y 
cols. N Engl J Med 354:1387, 
2006.) 
merulares, dan soporte estructural a los capilares glomeru-
lares, segregan la matriz celular, muestran actividad fa-
gocítica eliminando macromoléculas del mesangio, y 
segregan prostaglandinas y citocinas proinflamatorias. 
Basándose en su capacidad de contracción y su locali-
zación adyacente a los capilares, las células mesangia-
les pueden influir en el GFR al regular el flujo sanguíneo 
a través de los capilares glomerulares o alterar el área 
de la superficie capilar. Las células mesangiales locali-
zadas fuera del glomérulo (entre las arteriolas aferente 
y eferente) se denominan células mesangiales extra-
glomerulares. 
Ultraestructura del aparato 
yuxtaglomerular
El aparato yuxtaglomerular es un componente del im-
portante mecanismo de retroalimentación que se descri-
birá posteriormente en este capítulo, el mecanismo de 
retroalimentación tubuloglomerular. Las estructuras que 
componen el aparato yuxtaglomerular son las siguientes 
(v. fig. 32-5): 
AplicAción clínicA
El síndrome de Alport se caracteriza por hematuria (san-
gre en la orina) y glomerulonefritis progresiva (inflama-
ción de los capilares glomerulares), y representa del 1 al 
2% de todas las causas de ERCT. El síndrome de Alport se 
produce por un defecto en el colágeno de tipo IV (codifi-
cado por el gen COL4A5), el componente principal de la 
membrana basal glomerular. Aproximadamente en el 
85% de los pacientes con síndrome de Alport, la enfer-
medad está unida al cromosoma X con una mutación del 
gen COL4A5. El restante 15% de pacientes también pre-
sentan mutaciones en los genes del colágeno de tipo IV; 
se han identificado seis mutaciones, pero su modo de 
herencia es autosómico recesivo. En el síndrome de Alport 
la membrana basal glomerular se hace irregular en grosor, 
y fracasa como eficaz barrera de filtración de las células 
sanguíneas y las proteínas.
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566 Berne y Levy. Fisiología
Px � FPR
a
Ux � V 
a
Entrada
Arteria renal
Px � FPR
a
=
Salida
Vena renal + uréter
(Px � FPR
v ) + (Ux � V)
a
Px � FPR
vv
v
●	Figura 32-12. Relación del equilibrio de masas para el 
riñón. Véase el texto para la definición de los símbolos. 
1. La mácula densa del asa ascendente gruesa.
2. Las células mesangiales extraglomerulares.
3. Las células granulares productoras de renina y angio-
tensina-II de la arteriola aferente.
Las células de la mácula densa representan una región 
morfológicamente distinta del asa ascendente gruesa. 
Esta región pasa entre el ángulo formado por las arterio-
las aferente y eferente de la misma nefrona. Las células 
de la mácula densa contactan con las células mesangia-
les extraglomerulares y con las células granulares de las 
arteriolas aferentes. Las células glomerulares de las arte-
riolas aferentes derivan de las células metanéfricas me-
senquimales. Estas células contienen miofilamentos de 
músculo liso y, lo que es muy importante, fabrican, alma-
cenan y segregan renina. La renina está implicada en la 
formación de la angiotensina-II y, finalmente, en la secre-
ción de aldosterona (v. capítulo 34). El aparato yuxtaglo-
merular es un componente del mecanismo de retroali-
mentación tubuloglomerular que está implicado en la 
autorregulación de FPR y de GFR. 
Inervación renal
Los nervios renales regulan FPR, GFR y la reabsorción de 
agua y sal por la nefrona. Los nervios proporcionan al 
riñón fibras nerviosas simpáticas que proceden del plexo 
celíaco. No hay inervación parasimpática. Las fibras 
adrenérgicas que inervan el riñón liberan noradrenalina 
y dopamina. Las fibras adrenérgicas discurren adyacen-
tes a las células del músculo liso de las ramas mayores 
de la arteria renal (arterias interlobar, arcuata e interlo-
bular) y las arteriolas aferentes y eferentes. Además, los 
nervios simpáticos inervan las células granulares pro-
ductoras de renina de la arteriola aferente. La secreción 
de renina se estimula por el aumento de la actividad sim-
pática. Las fibras nerviosas también inervan el túbulo 
proximal, el asa de Henle, el túbulo distal y el conducto 
colector; la activación de estos nervios aumenta la reab-
sorción de Na+ por estos segmentos de la nefrona. 
EVALUACIÓN DE LA FUNCIÓN RENAL
Las acciones coordinadas de los diferentes segmentos 
de la nefrona determina la cantidad de una sustancia que 
aparecerá en la orina. Se realizan tres procesos principa-
les: a) filtración glomerular; b) reabsorción de sustancias 
desde el líquido tubular hacia la sangre, y c) (en algunos 
casos) secreción de sustancias desde la sangre al líquido 
tubular. El primer escalón en la formación de la orina por 
el riñón es la producción de un ultrafiltrado del plasma a 
través del glomérulo. El proceso de filtración y regula-
ción de GFR y FPR se expondrá más adelante en este ca-
pítulo. El concepto de aclaramiento renal, que es en teo-
ría la base de la medición de GFR y FPR, se presenta en la 
siguiente sección. La reabsorción y la secreción se expli-
carán en los capítulos siguientes. 
Aclaramiento renal
El conceptode aclaramiento renal se basa en el princi-
pio de Fick (equilibrio de las masas o conservación de 
las masas). La figura 32-12 ilustra los diferentes factores 
necesarios para describir la relación del equilibrio de 
masas en el riñón. La arteria renal es la única vía de en-
trada al riñón, mientras que la vena renal y el uréter 
constituyen las dos vías de salida. La siguiente ecuación 
define la relación del equilibrio de masas: 
● Ecuación 32-1
Pax × FPRa = (Pvx × FPRv) + (Ux × V
⋅
)
donde:
Pax y Pvx son la concentración de la sustancia x en el plasma 
de la arteria renal y la vena renal, respectivamente,
FPRa y FPRv son el ritmo del flujo plasmático renal en la 
arteria y la vena, respectivamente,
Ux es la concentración de la sustancia x en la orina,
V
⋅
 es el ritmo del flujo urinario.
La relación permite cuantificar la cantidad de sustan-
cia x excretada en la orina frente a la cantidad que vuelve 
a la circulación sistémica en el flujo sanguíneo venoso. 
Por ello, para cualquier sustancia que ni se sintetiza ni se 
metaboliza, la cantidad que entra al riñón es igual a la 
cantidad que sale del riñón en la orina más la cantidad 
que sale del riñón por la sangre venosa renal.
AplicAción clínicA
Las células mesangiales están implicadas en el desarrollo 
de la enfermedad glomerular mediada por inmuno-
complejos. puesto que la membrana basal glomerular no 
rodea completamente todos los capilares glomerulares 
(v. fig. 32-9), algunos complejos inmunitarios pueden en-
trar en el área mesangial sin atravesar la membrana basal 
glomerular. La acumulación de inmunocomplejos induce 
la infiltración de células antiinflamatorias en el mesangio, 
y promueve la producción de citocinas proinflamatorias y 
autocoides por las células en el mesangio. Estas citocinas 
y autocoides aumentan la respuesta inflamatoria, lo cual 
puede originar cicatrices en las células y eventualmente 
obliterar el glomérulo.
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 Capítulo 32 Elementos de la función renal 567
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PCr x GFR
PCr x FPR
Sin reabsorción 
ni secreción 
tubular de 
creatinina
Cantidad filtrada
PCr x GFR
 = 
PCr x FPR
Cantidad excretada
UCr x V
.
UCr x V
.
●	Figura 32-13. Manipulación renal de la creatinina. La crea-
tinina se filtra libremente a través del glomérulo, y como primera 
aproximación, no se reabsorbe, segrega ni metaboliza en la nefrona. 
Obsérvese que no toda la creatinina que entra en el riñón por la ar-
teria renal se filtra en el glomérulo (habitualmente, se filtra entre el 
15 y el 20% de la creatinina plasmática). La porción que no se filtra 
retorna a la circulación sistémica por las venas renales. pCr: concen-
tración de creatinina en plasma; FpR: flujo plasmático renal; UCr: 
concentración urinaria de creatinina; V: volumen urinario.
El principio del aclaramiento renal llama la atención 
sobre la función excretora del riñón; sólo considera el 
ritmo al cual una sustancia se excreta en la orina, pero 
no el ritmo de retorno hacia la circulación sistémica por 
la vena renal. Por ello, en términos de equilibrio de ma-
sas (ecuación 32-1), el ritmo de excreción de orina de la 
sustancia x (Ux × V) es proporcional a la concentración 
plasmática de la sustancia x (Pax): 
● Ecuación 32-2
Pax ∞ Ux × V
⋅
Para igualar el ritmo de excreción urinaria de la sustan-
cia x a su concentración en el plasma arterial, es necesario 
determinar el ritmo al cual se elimina del plasma por los 
riñones. El ritmo de eliminación es el aclaramiento (Cx).
● Ecuación 32-3
Pax × Cx = Ux × V
⋅
Si la ecuación 32-2 se ajusta y se asume que la concen-
tración de la sustancia x en el plasma de la arteria renal 
es idéntica a la concentración de una muestra de plasma 
de cualquier vaso sanguíneo periférico, se obtiene la si-
guiente relación: 
● Ecuación 32-4
C
U V
P
x
x
x
a
=
¥
◊
El aclaramiento se expresa como volumen/tiempo, 
y representa el volumen de plasma que ha sido eliminado 
de una sustancia y que se excreta en la orina por unidad de 
tiempo. Este último punto se ilustra mejor considerando 
el siguiente ejemplo. Si una sustancia aparece en la orina 
con una concentración de 100 mg/ml y el ritmo de flujo 
urinario es de 1 ml/min, el ritmo de excreción de esta sus-
tancia se calcula como se expresa a continuación:
● Ecuación 32-5
Ritmo de excreción = Ux × V
⋅
= 100 mg/ml
× 1 ml/min = 100 mg/min
Si esta sustancia presenta una concentración en plas-
ma de 1 mg/ml, su aclaramiento de acuerdo con la ecua-
ción 32-4 será: 
● Ecuación 32-6
C
U V
P
mg
 mg l
mlx
x
x
a
=
×
= =
.
100
1
100
/
/
/
min
m
min
En otras palabras, 100 ml de plasma se «limpiarán» 
completamente de la sustancia x cada minuto. La defini-
ción de aclaramiento como el volumen de plasma del 
que se elimina toda la sustancia y que se excreta en la 
orina es algo confusa, ya que no es un volumen real de 
plasma sino más bien un volumen imaginario*. El con-
cepto de aclaramiento es importante, ya que puede utili-
zarse para medir GFR y FPR y determinar si una sustan-
cia es reabsorbida o segregada a lo largo de la nefrona. 
* Para la mayoría de las sustancias del plasma aclaradas por los riñones, sólo 
una pequeña proporción es removida y excretada en un único paso a través 
del riñón.
Relación de filtración glomerular
La GFR es igual a la suma de las relaciones de filtración de 
todas las neuronas funcionantes. Por ello, es un indicador 
de la función renal. Una disminución de la GFR generalmen-
te significa que la enfermedad renal está progresando, 
mientras que el incremento, en general, sugiere recupera-
ción. Así, conocer la GFR de un paciente es esencial para 
evaluar la gravedad y la evolución de su enfermedad renal. 
La creatinina es el producto del metabolismo de la 
creatina del músculo esquelético, y puede utilizarse para 
la determinación de la GFR**. La creatinina se filtra libre-
mente desde el glomérulo al espacio de Bowman, y como 
primera aproximación, no se reabsorbe, segrega ni meta-
boliza por las células de la nefrona. Por ello, la cantidad 
de creatinina excretada en la orina por minuto es igual a 
la cantidad de creatinina filtrada en el glomérulo por mi-
nuto (fig. 32-13):
● Ecuación 32-7
Cantidad filtrada = cantidad excretada
GFR × PCr = UCr × V
⋅
donde:
PCr = concentración de creatinina en plasma
UCr= concentración de creatinina en orina
V
⋅
 = flujo de orina
** En condiciones experimentales, la GFR se mide normalmente con inulina, una 
molécula de polifructosa (MW = 5.000), Sin embargo, la inulina no se produce 
en el organismo y debe ser infundida. Por ello, no se utiliza en la mayoría de 
situaciones clínicas.
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568 Berne y Levy. Fisiología
6
5
4
3
2
1
0
0 40 6020 100 120 14080
C
re
at
in
in
a 
pl
as
m
át
ic
a 
(m
g/
dl
)
GFR (ml/min)
●	Figura 32-14. Relación entre GFR y la [creatinina] en plasma 
(pCr). La cantidad de creatinina filtrada es igual a la cantidad de crea-
tinina excretada; por ello, GFR × pCr = UCr × V. puesto que la produc-
ción de creatinina es constante, la excreción debe ser constante para 
mantener el equilibrio. por ello, si GFR desciende de 120 a 60 ml 
por min, pCr debe incrementarse de 1 a 2 mg/dl para mante- 
ner la filtración de creatinina y su excreción igual a su ritmo de 
producción.
Si la ecuación 32-7 se resuelve para GFR:
● Ecuación 32-8
GFR
U V
P
Cr
Cr
=
¥
◊
Esta ecuación tiene la misma forma que la del aclaramien-
to (Ecuación 32-4). Por ello, el aclaramiento de creatinina 
proporciona el modo de determinar la GFR. El aclaramiento 
se expresa en unidades de volumen/tiempo, y representa el 
volumen de plasma del que se ha eliminado una sustancia 
y se ha excretado en la orina en la unidad de tiempo.
La creatinina no es la única sustancia que se puede 
utilizar para la determinación de la GFR. Cualquier sus-
tancia que reúnalos siguientes criterios puede servir 
como un marcador adecuado para medir la GFR. La sus-
tancia debe:
1. Filtrarse con libertad a través del glomérulo hacia el 
espacio de Bowman.
2. No ser reabsorbida ni secretada por la nefrona.
3. No ser metabolizada ni sintetizada por el riñón.
4. No alterar la GFR.
No toda la creatinina (u otras sustancias utilizadas 
para medir la GFR) que entra en el riñón en la arteria re-
nal se filtra en el glomérulo. Por otra parte, no todo el 
plasma que penetra en el riñón se filtra. Aunque casi 
todo el plasma que entra al riñón por la arteria renal 
pasa a través del glomérulo, aproximadamente el 10% no 
lo hace. La parte del plasma filtrado se denomina frac-
ción de filtración y se determina como:
● Ecuación 32-9
Fracción de filtración
GFR
FPR
=
En condiciones normales, la fracción de filtración me-
dia es de 0,15 a 0,20, lo que significa que, en realidad, 
sólo del 15 al 20% del plasma que penetra en el gloméru-
lo es filtrado. El 80 al 85% restante continúa a través de los 
capilares glomerulares hacia la arteriola eferente y los ca-
pilares peritubulares. Finalmente, retorna a la circula-
ción sistémica por la vena renal.
FILTRACIÓN GLOMERULAR
El primer escalón en la formación de la orina es la ultrafil-
tración del plasma por el glomérulo. En los adultos sanos, 
la GFR varía entre 90 y 140 ml/min en los hombres, y entre 
80 y 125 ml/min en las mujeres. Por ello, en 24 horas se 
filtran por el glomérulo unos 180 l de plasma. El ultrafiltra-
do del plasma carece de elementos celulares (hematíes, 
leucocitos y plaquetas) y esencialmente está libre de pro-
AplicAción clínicA
En la práctica clínica se utiliza creatinina para determinar 
la GFR. Se sintetiza a un ritmo relativamente constante, y la 
cantidad producida es proporcional a la masa muscular. 
Sin embargo, la creatinina no es una sustancia perfecta 
para medir la GFR porque se segrega en una pequeña 
cantidad por el sistema secretor de cationes orgánicos en 
el túbulo proximal (v. capítulo 33). El error que se introdu-
ce por este componente secretor es, aproximadamente, 
del 10%. por ello, la cantidad de creatinina excretada en 
la orina supera en un 10% a la cantidad que se espera por 
filtración. Sin embargo, el método utilizado para medir la 
concentración plasmática de creatinina (pCr) sobrestima el 
valor real en un 10%. por ello, los dos errores se contra-
rrestan y, en la mayoría de circunstancias clínicas, el acla-
ramiento de creatinina da una medida razonablemente 
segura de GFR.
AplicAción clínicA
Un descenso en la GFR puede ser el primer y único signo de 
enfermedad renal. Así, es importante determinar la GFR 
cuando se sospecha enfermedad renal. Una reducción del 
50% de las neuronas funcionantes reduce la GFR solamen-
te alrededor del 25%. No se produce una reducción en el 
50% de la GFR porque el resto de las neuronas compen-
san. Como la medición de GFR es molesta, la función renal 
se evalúa, habitualmente en la clínica, por la medición de 
pCr, que se relaciona de forma inversa con GFR (fig. 32-14). 
Sin embargo, como muestra la figura 32-14, la GFR debe 
reducirse de forma importante antes de que se pueda de-
tectar un aumento en la pCr en una situación clínica. por 
ejemplo, una reducción en la GFR de 120 a 100 ml/min va 
acompañada de un incremento de la pCr de 1,0 a 1,2 mg/dl. 
No parece un cambio significativamente importante en la 
pCr, pero la GFR en realidad descendió casi el 20%.
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 Capítulo 32 Elementos de la función renal 569
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Radio molecular efectivo (Å)
Dextrano 
policatiónico
Dextrano 
neutro
Dextrano 
polianiónico
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a
Radio molecular efectivo (Å)
Pérdida de las 
cargas negativas 
en la barrera de filtración
Normal
●	Figura 32-15. Influencia del tamaño y la carga eléctrica 
de los dextranos en su filtrabilidad. Un valor de 1 indica que es 
libremente filtrado, mientras que un valor de 0 indica que no 
es filtrable. La filtrabilidad de los dextranos con tamaño de 20 a 
42 Å depende de su carga. Los dextranos con un tamaño superior 
a 42 Å no se filtran, con independencia de su carga, y los dextranos 
policatiónicos y los dextranos neutros de menos de 20 Å se filtran 
libremente. Las principales proteínas plasmáticas son la albúmina 
y las inmunoglobulinas. Debido a que el radio molecular efectivo 
de la IgG (53 Å) y la IgM (> 100 Å) son mayores de 42 Å, no son 
filtrables. Aunque el radio molecular efectivo de la albúmina es 
de 35 Å, es una proteína polianiónica, por lo que no atraviesa la 
barrera de filtración en un grado significativo. 
●	Figura 32-16. La reducción de las cargas negativas en la 
pared glomerular resulta en la filtración de proteínas según su 
tamaño, exclusivamente. En esta situación, la filtrabilidad relativa 
de las proteínas depende sólo del radio molecular. por ello, la 
excreción de las proteínas polianiónicas (20 a 42 Å) en la orina 
aumenta, ya que se filtran más proteínas de este tamaño.
teínas. La concentración de sales y moléculas orgánicas, 
como glucosa y aminoácidos, es similar en el plasma y en 
el ultrafiltrado. Las fuerzas de Starling dirigen el ultrafiltra-
do a través de los capilares glomerulares, y los cambios 
en estas fuerzas alteran la GFR. GFR y FPR habitualmente 
se mantienen en un estrecho intervalo por un fenómeno 
denominado autorregulación. Las siguientes secciones de 
este capítulo revisan la composición del filtrado glomeru-
lar, la dinámica de su formación y las relaciones entre FPR 
y GFR. Además, se exponen los factores que contribuyen 
a la autorregulación y la regulación de GFR y FPR.
Determinantes de la composición 
del ultrafiltrado
La barrera de filtración glomerular determina la compo-
sición del ultrafiltrado del plasma. Se limita la filtración 
de moléculas basándose en el tamaño y la carga eléctrica 
(fig. 32-15). En general, las moléculas neutras con un ra-
dio inferior a 20 Å se filtran libremente, las moléculas 
mayores de 42 Å no se filtran, y moléculas entre 20 y 42 Å 
se filtran en grados variables. Por ejemplo, la albúmina 
sérica, una proteína aniónica con un radio molecular 
efectivo de 35,5 Å, se filtra muy poco. Debido a que la al-
búmina filtrada se reabsorbe ávidamente en el túbulo 
proximal, casi no existe albúmina en la orina. 
La figura 32-15 muestra cómo los cambios eléctricos 
afectan a la filtración de macromoléculas (p. ej., dextranos) 
por el glomérulo. Los dextranos son una familia de polisa-
cáridos exógenos fabricados con varios pesos moleculares. 
Pueden ser eléctricamente neutros o tener carga negativa 
(polianiones) o carga positiva (policationes). A medida que 
aumenta el tamaño (p. ej., el radio molecular efectivo) de 
una molécula de dextrano, la relación de su filtración va 
disminuyendo. Para un radio molecular concreto, las molé-
culas aniónicas se filtran más rápidamente que las molécu-
las aniónicas. La reducida relación de filtración para las 
moléculas aniónicas se explica por la presencia de gluco-
proteínas cargadas negativamente en la superficie de todos 
los componentes de la barrera de filtración glomerular. Es-
tas glucoproteínas cargadas repelen las moléculas de carga 
similar. Como la mayoría de las proteínas del plasma están 
cargadas negativamente, la carga negativa de la barrera de 
filtración restringe la filtración de las proteínas que tienen 
un radio molecular de entre 20 y 42 Å o mayor. 
Dinámica de la ultrafiltración
Las fuerzas responsables de la filtración glomerular del 
plasma son las mismas que actúan en todos los lechos ca-
pilares. La ultrafiltración se produce por las fuerzas de Star-
ling (presiones hidrostática y oncótica) que mueven los lí-
AplicAción clínicA
La importancia de la carganegativa en la barrera de filtra-
ción restringiendo la filtración de proteínas del plasma se 
muestra en la figura 32-16. La eliminación de las cargas 
negativas de la barrera de filtración causa que las proteí-
nas sean filtradas solamente por su radio molecular efec-
tivo. por ello, con cualquier radio molecular de entre 20 y 
42 Å aproximadamente la filtración de proteínas polianió-
nicas excederá a la filtración en un estado normal (en el 
cual la barrera de filtración tiene cargas aniónicas). En di-
versas enfermedades glomerulares, las cargas negativas 
de la barrera de filtración se reducen por la lesión inmu-
nológica y la inflamación. Como consecuencia, la filtra-
ción de proteínas aumenta y las proteínas aparecen en la 
orina (proteinuria). 
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570 Berne y Levy. Fisiología
Arteriola aferente
PGC
PGC
πBS
PBS
πGC
PUF
PBS
πGC
Arteriola eferente
60 mmHg
0 mmHg
–15 mmHg
–28 mmHg
17 mmHg
58 mmHg
0 mmHg
–15 mmHg
–35 mmHg
8 mmHg
Terminal aferente Terminal eferente
●	Figura 32-17. Capilar glomerular idealizado, y fuerzas de 
Starling a través de él. El coeficiente de reflexión de proteínas (σ) 
a través del capilar glomerular es 1. pBS: presión hidrostática en el 
espacio de Bowman; pCG: presión hidrostática en el capilar glo-
merular; pUF: presión neta de ultrafiltración; πBS: presión oncótica 
en el espacio de Bowman; πCG: presión oncótica en el capilar 
glomerular. Los signos negativos de pBS y πCG indican que estas 
fuerzas se oponen a la formación del filtrado glomerular.
quidos desde la luz capilar a través de la barrera de 
filtración hacia el espacio de Bowman (fig. 32-17). La pre-
sión hidrostática en el capilar glomerular (PGC) promueve el 
movimiento de líquidos desde el capilar glomerular hacia 
el espacio de Bowman. Basándose en que el coeficiente de 
reflexión (σ) de las proteínas a través del capilar glomeru-
lar es prácticamente 1, el ultrafiltrado glomerular está libre 
de proteínas y la presión oncótica en el espacio de Bowman 
(πBS) es prácticamente cero. Por tanto, PGC es la única fuerza 
que favorece la filtración. La presión hidrostática en el es-
pacio de Bowman (PBS) y la presión oncótica en el capilar 
glomerular (πGC) se oponen a la filtración. 
Como muestra la figura 32-17, existe una presión neta 
de ultrafiltración (PUF) de 17 mmHg en el extremo aferente 
del glomérulo, mientras que en el extremo eferente es de 
8 mmHg (donde PUF = PGC – PBS – πGC). Son importantes dos 
aspectos adicionales de las fuerzas de Starling en el cam-
bio de presión. Primero, la PGC disminuye suavemente a lo 
largo del capilar por la resistencia al flujo a lo largo del 
mismo. Segundo, la πGC aumenta a lo largo del capilar glo-
merular. Dado que el agua se filtra y las proteínas son rete-
nidas en el capilar glomerular, la concentración de proteí-
nas en el capilar se incrementa, y aumenta la πGC.
 La GFR es proporcional a la suma de las fuerzas de 
Starling que existen a través del capilar [(PGC – PBS) – σ 
(πGC – πBS)] multiplicadas por el coeficiente de ultrafiltra-
ción (Kf). Esto es, 
● Ecuación 32-10
GFR = Kf [(PGC - PBS) - σ (πGC - πBS)]
Kf es el producto de la permeabilidad intrínseca del 
capilar glomerular por el área de la superficie glomerular 
disponible para la filtración. La relación de filtración 
glomerular es considerablemente mayor en el capilar glo-
merular que en los capilares sistémicos, principalmente 
porque Kf es aproximadamente 100 veces mayor en los 
capilares glomerulares. Además, la PGC es aproximada-
mente el doble de la presión hidrostática de los capilares 
sistémicos. 
La GFR se puede alterar cambiando Kf o por cambios 
en cualquiera de las fuerzas de Starling. En los sujetos 
sanos, la GFR se regula por alteraciones en la PGC que 
están mediados por cambios en la resistencia de la arte-
riola aferente o eferente. La PGC se afecta por tres causas: 
1. Cambios en la resistencia de la arteriola aferente: un 
descenso en la resistencia produce un aumento en PGC 
y GFR, mientras que un incremento en las resistencias 
los reduce.
2. Cambios en la resistencia de la arteriola eferente: una 
disminución en las resistencias reduce PGC y GFR, mien-
tras que un aumento en las resistencias los eleva.
3. Cambios en la presión arteriolar: un aumento en la 
presión sanguínea aumenta de forma transitoria PGC, 
AplicAción clínicA
Una reducción de GFR en situación de enfermedad se 
debe con mayor frecuencia a una reducción de Kf por la 
pérdida del área de superficie de filtración. La GFR tam-
bién se modifica en condiciones patológicas por cambios 
en pGC, pBS y πGC. 
1. Cambios en Kf: aumentos en Kf aumentan GFR, mien-
tras que descensos del Kf reducen GFR. Algunas enfer-
medades renales reducen Kf disminuyendo el número 
de glomérulos filtrantes (disminuyendo la superficie del 
área). Algunos fármacos y hormonas que dilatan las 
arteriolas glomerulares también aumentan Kf. De for-
ma similar, los fármacos y hormonas que constriñen las 
arteriolas glomerulares también disminuyen Kf. 
2. Cambios en pGC: cuando disminuye la perfusión renal, la 
GFR disminuye porque cae pGC. Como se ha comentado 
anteriormente, una reducción en pGC se produce por una 
disminución en la presión de la arteria renal, un aumen-
to de la resistencia de la arteriola aferente o una dismi-
nución de la resistencia en la arteriola eferente. 
3. Cambios en πGC: existe una relación inversa entre πGC y 
GFR. Las alteraciones en πGC se producen por cambios 
en la síntesis de proteínas fuera del riñón. Además, la 
pérdida de proteínas por el riñón que se producen en 
algunas enfermedades puede causar una disminución 
en la concentración de proteínas en el plasma y, por 
ello, en πGC. 
4. Cambios en pBS: una pBS aumentada reduce GFR, mien-
tras que una pBS disminuida aumenta GFR. La obstruc-
ción aguda del tracto urinario (p. ej., un cálculo renal 
que obstruye el uréter) aumenta pBS. 
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 Capítulo 32 Elementos de la función renal 571
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Presión sanguínea arterial (mmHg)
GFR
FSR
↑ GFR1
↑ NaCl
concentración 
de NaCl en el 
líquido tubular 
en el asa 
de Henle
2
Señal
generada 
por la
mácula 
densa
de AY
3
↑ R A4
●	Figura 32-18. Relación entre presión sanguínea arterial y 
FSR, y entre presión sanguínea arterial y GFR. La autorregulación 
mantiene GFR y FSR relativamente constantes con cambios en la 
presión sanguínea de 90 a 180 mmHg. 
●	 Figura 32-19. Retroalimentación tubuloglomerular. Un 
aumento de GFR (1) aumenta la [NaCl] en el líquido tubular del 
asa de Henle (2). El aumento de la [NaCl] es detectado por la 
mácula densa y transformado en señal (3) para aumentar la resis-
tencia de la arteriola aferente (RA) (4), la cual disminuye GFR. 
(Modificado de Cogan MG: Fluid and Electrolytes: physiology and 
pathophysiology. Morwalk, CT, Appleton & Lange, 1991.) 
(con incremento de GFR), mientras que una reducción 
en la presión sanguínea transitoriamente disminuirá 
PGC (con descenso de GFR).
FLUJO SANGUÍNEO RENAL
El flujo de sangre a través de los riñones tiene diver-
sas funciones importantes, incluyendo las siguientes:
1. Determina indirectamente la GFR.
2. Modifica la relación de reabsorción de agua y solutos 
por el túbulo proximal.
3. Participa de la concentración y la dilución de la 
orina.
4. Aporta O2, nutrientes y hormonas a las células de la 
nefrona, y recoge, CO2, líquidos y solutos reabsorbi-
dos a la circulación general.
5. Aporta sustratos para su excreción en la orina. 
El flujo de sangre a través de cualquier órgano puede 
representarse por la siguiente ecuación:
● Ecuación 32-11
Q
P
R
=
D
donde:
Q = flujo de sangre
 ΔP = presión arterial media, menos presión venosa para 
ese órgano
R = resistencia al paso de la sangre a través de eseórgano
De acuerdo a ello, la FSR es igual a la diferencia de 
presión entre la arteria renal y la vena renal, dividida por 
la resistencia vascular renal:
● Ecuación 32-12
FSR
presión aórtica
=
-presión en vena renal
resistencia vascular renal
Las arteriolas aferentes, eferentes e interlobulares re-
nales son los mayores vasos de resistencia en los riño-
nes y, por ello, determinan la resistencia vascular renal. 
Como la mayoría de órganos, los riñones regulan su flujo 
sanguíneo ajustando la resistencia vascular como res-
puesta a los cambios en la presión arterial. Como se 
muestra en la figura 32-18, estos ajustes son tan precisos 
que el flujo sanguíneo permanece relativamente constan-
te aunque cambie la presión sanguínea arterial entre 90 
y 180 mmHg. La GFR se regula también en el mismo inter-
valo de la presión arterial. El fenómeno por el cual FSR y 
GFR se mantienen relativamente constantes, denomina-
do autorregulación, se consigue por los cambios en la 
resistencia vascular, principalmente por la arteriola afe-
rente del riñón. Puesto que tanto GFR como FSR se regu-
lan por el mismo nivel de presiones, y a la vista de que 
FSR es un determinante importante de GFR, no sorpren-
de que los mismos mecanismos regulen ambos flujos. 
En la autorregulación de FSR y GFR son importantes 
dos mecanismos: un mecanismo que responda a los cam-
bios en la presión arterial, y otro que responda a los 
cambios en la [ClNa] en el líquido tubular. Ambos regu-
lan el tono de la arteriola aferente. El mecanismo sensi-
ble a la presión, el así llamado mecanismo miogénico, se 
relaciona con una propiedad intrínseca del músculo liso 
vascular: la tendencia a la contracción cuando se distien-
de. Por ello, cuando la presión arterial aumenta y la arte-
riola renal aferente se tensa, el músculo liso se contrae. 
El aumento en la resistencia de la arteriola compensa el 
aumento de presión, y por ello FSR y GFR se mantienen 
constantes (es decir, FSR es constante si Δ P/R se mantie-
ne constante [ecuación 32-11]).
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572 Berne y Levy. Fisiología
Liberación 
de renina ↓ 
Ca++
Na+
Ca++
K+
Na�
K�
2Cl– ATP
ATP
ATP
ADP ADO A1
P2X
Líquido 
tubular Mácula densa
Célula mesangial 
extracelular
Células 
granulares 
y MLV
Arteriola 
aferente
Vasoconstricción
●	Figura 32-20. Mecanismo celular por el que un aumento en la llegada de NaCl a la mácula densa origina una vasoconstricción 
de la arteriola aferente de la misma nefrona (retroalimentación tubuloglomerular). Un incremento de GFR aumenta la [NaCl] en el lí-
quido tubular de la mácula densa. Esto incrementa la captación de NaCl a través de la membrana celular apical de las células de la 
mácula densa a través del simporter 1Na+-1K+-2Cl– (NKCC2), que produce un aumento de la [ATp] y la [adenosina] (ADO). El ATp se 
une a los receptores p2X, y la adenosina se une a los receptores A1 adenosina en la membrana plasmática de las células del músculo 
liso que rodean la arteriola aferente, donde ambos aumentan la [Ca++] intracelular. El aumento de la [Ca++] induce vasoconstricción de 
la arteriola aferente, lo cual retorna GFR a los niveles normales. Obsérvese que el ATp y la adenosina también inhiben la liberación 
de renina por las células granulares en la arteriola aferente. Esto también conduce a un aumento de la [Ca++] intracelular como un 
reflejo del acoplamiento eléctrico de las células granulares y las células del músculo liso vascular (VSM). Cuando GFR se reduce, la [NaCl] 
cae en el líquido tubular, así como la captación de NaCl en las células de la mácula densa. Esto reduce la liberación de ATp y adenosi-
na, con el consiguiente descenso en la [Ca++] intracelular y, por ello, aumenta GFR y se estimula la liberación de renina por las células 
granulares. Además, un descenso de la entrada de NaCl en las células de la mácula densa aumenta la producción de pGE2, la cual 
también estimula la secreción de renina por las células granulares. Como se expuso con detalle en los capítulos 4 y 6, la renina aumen-
ta la [angiotensina-II] en plasma, una hormona que aumenta la retención de NaCl y agua en el riñón. (Modificado de persson AEG 
y cols. Acta physiol Scand 181:471, 2004.)
El segundo mecanismo responsable de la autorregula-
ción de GFR y FSR es un mecanismo dependiente de la 
[NaCl] conocido como retroalimentación tubuloglo-
merular (fig. 32-19). Este mecanismo implica una re-
troalimentación del asa en la cual la concentración de 
NaCl en el líquido tubular es detectada por la mácula 
densa del aparato yuxtaglomerular (fig. 32-20; v. tam-
bién fig. 32-5) y convertida en una o varias señales que 
afectan a la resistencia de la arteriola aferente y, por ello, 
a la GFR. Cuando la GFR aumenta y se produce un incre-
mento de NaCl en el fluido tubular de la mácula densa, 
más NaCl entra en las células de la mácula densa. Se pro-
duce un aumento en la formación y liberación de ATP y 
adenosina, un metabolito del ATP, en las células de la má-
cula densa, que causa vasoconstricción de la arteriola 
aferente. La vasoconstricción de la arteriola aferente 
hace que la GFR vuelva a los niveles de normalidad. Al 
contrario, cuando GFR y [NaCl] en el líquido tubular dis-
minuyen menos [NaCl] entra en las células de la mácula 
densa, y la producción y la liberación de ATP y adenosi-
na disminuyen. La disminución en la [ATP] y la [adenosi-
na] causan vasodilatación de la arteriola aferente, que 
devuelve GFR a la normalidad. El NO, un vasodilatador 
producido en la mácula densa, atenúa la retroalimenta-
ción tubuloglomerular, mientras que la angiotensina II 
aumenta la retroalimentación tubuloglomerular. Por ello, 
la mácula densa puede liberar tanto vasoconstrictores 
(ATP, adenosina) como vasodilatadores (NO) con accio-
nes contrapuestas a nivel de la arteriola aferente. La 
producción y liberación de vasoconstrictores y vasodila-
tadores asegura un delicado control sobre la retroali-
mentación tubuloglomerular. 
La figura 32-20 también ilustra el papel de la mácula 
densa en el control de la secreción de renina por las cé-
lulas granulares de la arteriola aferente. Este aspecto de 
la función del aparato yuxtaglomerular se considerará 
con detalle en el capítulo 34.
Basándose en que los animales participan en muchas 
actividades que pueden cambiar la presión arterial, los me-
canismos que mantienen GFR y FSR relativamente constan-
tes a pesar de los cambios en la presión arterial son muy 
deseables. Si GFR o FSR de forma súbita aumentaran o des-
cendieran en proporción a los cambios en la presión san-
guínea, la excreción urinaria de fluidos y solutos también 
cambiaría repentinamente. Estos cambios en la excreción 
de agua y solutos sin cambios comparables en la ingesta 
cambiarían el equilibrio electrolítico y de líquidos (por ra-
zones que se expondrán en el capítulo 34). La autorregula-
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 Capítulo 32 Elementos de la función renal 573
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. ● Tabla 32-1.
Principales hormonas que influyen en la relación de la filtración glomerular 
y el flujo sanguíneo renal
Estímulo Efecto sobre GFR Efecto sobre FSR
Vasoconstrictores
Nervios simpáticos ↓ VEC ↓ ↓
Angiotensina-II ↓ VEC ↓ ↓
Endotelina ↑ Estiramiento, A-II, bradiquinina, adrenalina; ↓ VEC ↓ ↓
Vasodilatadores
Prostaglandinas (PGE1, PGE2, PGI2) ↓ VEC; ↑ fuerza de cizalladura, A-II Sin cambios/↑ ↑
Óxido nítrico (NO) ↑ Fuerza de cizalladura, acetilcolina, histamina, bradicinina, ATP ↑ ↑
Bradicinina ↑ Prostaglandinas, ↓ ECA ↑ ↑
Péptidos natriuréticos (ANP, BNP) ↑ VEC ↑ Sin cambios
A-II: angiotensina-II; VEC: volumen extracelular. 
A NIVEL CELULAR
La retroalimentación tubuloglomerular no existe en los 
ratones que carecen del receptor de adenosina (A1). Esto 
subraya la importancia de la señalización de la adenosina 
en este mecanismo. Los estudios muestran que cuando 
GFR aumentay causa un aumento en la concentración de 
NaCl en el líquido tubular en la mácula densa, entra 
más NaCl en las células a través de transporte 1Na+-1K+-2Cl– 
(NKCC2) localizado en la membrana plasmática apical (fi-
gura 32-20). El aumento de la [NaCl] estimula la liberación 
de ATp por una vía de canales iónicos que conducen ATp en 
la membrana basolateral de la mácula densa. Además, 
también aumenta la producción de adenosina. La adenosi-
na se une al receptor A1 y el ATp se une a los receptores p2X 
localizados en la membrana plasmática de las células 
musculares lisas de la arteriola aferente. Ambas hormo-
nas aumentan la [Ca++], lo que produce vasoconstricción 
de la arteriola aferente y, por ello, GFR desciende. Aunque 
la adenosina es un vasodilatador en la mayoría de los le-
chos vasculares, en el riñón constriñe la arteriola aferente.
ción de GFR y FSR es un mecanismo eficaz para desacoplar 
la función renal y la presión arterial y asegurar que la excre-
ción de solutos y líquidos permanece constante. 
Se deben tener en cuenta tres aspectos con respecto a 
la autorregulación:
1. La autorregulación está ausente si la presión arterial 
es inferior a 90 mmHg.
2. La autorregulación no es perfecta; FSR y GFR cambian 
ligeramente a medida que varía la presión sanguínea.
3. A pesar de la autorregulación, GFR y FSR pueden alte-
rarse por la acción de ciertas hormonas y por cam-
bios en la actividad de los nervios simpáticos. 
REGULACIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO 
RENAL Y DE LA RELACIÓN
DE FILTRACIÓN GLOMERULAR
Diversos factores y hormonas influyen en la GFR y la FSR 
(tabla 32-1). Como se ha indicado anteriormente, el 
mecanismo biogénico y la retroalimentación tubuloglo-
merular desempeñan una función principal en mantener 
constante GFR y FSR. Además, los nervios simpáticos, 
angiotensina-II, prostaglandinas, NO, endotelina, bradici-
nina, ATP y adenosina ejercen un control fundamental en 
GFR y FSR. La figura 32-21 muestra cómo los cambios 
en la resistencia de las arteriolas aferentes y eferentes, 
mediados por los cambios en las hormonas relacionadas 
en la tabla 32-1, modulan GFR y FSR. 
Nervios simpáticos
Las arteriolas aferentes y eferentes están inervadas por 
neuronas simpáticas: sin embargo, el tono simpático es 
mínimo cuando el volumen de líquido extracelular es 
normal (v. capítulo 34). Los nervios simpáticos liberan 
noradrenalina y dopamina, y la adrenalina circulante 
(una catecolamina como la noradrenalina y la dopamina) 
se segrega por la médula adrenal. La noradrenalina y la 
adrenalina causan vasoconstricción al unirse a los adre-
noceptores α1, que se localizan principalmente en las 
arteriolas aferentes. La activación de los adrenocepto-
res α1 reduce GFR y FSR. La deshidratación o un fuerte 
estímulo emocional, como el miedo o el dolor, activan 
los nervios simpáticos y reducen GFR y FSR. 
La renalasa, una hormona que metaboliza las cateco-
laminas producidas por el riñón, facilita la degradación 
de las catecolaminas. 
Angiotensina-II
La angiotensina-II se produce sistémicamente y local-
mente en el riñón. Constriñe las arteriolas aferentes y 
AplicAción clínicA
Las personas con estenosis de arteria renal (estrecha-
miento de la luz de la arteria) producidas por arterioscle-
rosis, por ejemplo, pueden tener una presión sanguínea 
sistémica elevada mediada por la estimulación del sistema 
renina-angiotensina (v. capítulo 34). La presión en la arte-
ria renal proximal a la estenosis está aumentada, pero la 
presión distal a la estenosis es normal o está reducida. 
La autorregulación es importante para mantener FSR, pGC 
y GFR en presencia de una estenosis. La administración de 
fármacos que reducen la presión sanguínea sistémica 
también reduce la presión distal a la estenosis; por ello 
FSR, pGC y GFR descienden. 
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574 Berne y Levy. Fisiología
Arteriola 
aferente
Arteriola 
eferente
Glomérulo
PCG
GFRA
B
C
D
FSR
GFR
PCG
FSR
PCG
GFR FSR
PCG
GFR FSR
●	Figura 32-21. Relación entre los cambios selectivos en la 
resistencia de las arteriolas aferentes y eferentes en FSR y GFR. 
La constricción de la arteriola aferente o eferente aumenta las 
resistencias y, según la ecuación 32-11 (Q = Δp/R), un aumento 
en la resistencia (R) disminuye el flujo (Q) (FSR). La dilatación de 
la arteriola aferente o eferente aumenta el flujo (FSR). La constric-
ción de la arteriola aferente (A) disminuye pCG, una presión arte-
rial inferior se transmite al glomérulo, por ello GFR se reduce. En 
contraste, la constricción de la arteriola eferente (B) aumenta pCG 
y por ello aumenta GFR. La dilatación de la arteriola eferente (C) 
disminuye pCG y, por ello, disminuye GFR. La dilatación de la arte-
riola aferente (D) aumenta pCG, se transmite mayor presión ar- 
terial al glomérulo y, por ello, se aumenta GFR. (Modificado de 
Rose BD, Rennke KG; Renal pathophysiology. The Essentials. Bal-
timore, Williams & Wilkins, 1994.) 
eferentes* y reduce FSR y GFR. La figura 32-22 muestra 
cómo la noradrenalina, la adrenalina y la angiotensina-
II actúan juntas para reducir FSR y GFR, y por ello au-
mentan la presión sanguínea y el volumen del líquido 
extracelular, como ocurre, por ejemplo, con una he-
morragia. 
* La arteriola eferente es más sensible a la angiotensina-II que la arteriola aferen-
te. Por ello, con bajas concentraciones de angiotensina-II, predomina la cons-
tricción de la arteriola eferente, y GFR y FSR se reducen en proporción. Sin 
embargo, con altas concentraciones de angiotensina-II, se produce una cons-
tricción tanto de la arteriola aferente como de la arteriola eferente, y GFR 
y FSR no se reducen de forma proporcionada (fig. 32-20).
Prostaglandinas
Las prostaglandinas no desempeñan un papel princi-
pal en la regulación de FSR en las personas sanas en 
reposo. Sin embargo, en circunstancias patológicas, 
como una hemorragia, se producen prostaglandinas 
(PGI2, PGE1 y PGE2) localmente a nivel renal que 
aumentan el FSR sin modificaciones en GFR. Las pros-
taglandinas aumentan FSR amortiguando el efecto va-
soconstrictor de los nervios simpáticos y de la angio-
tensina-II. Este efecto es importante, porque previene 
una intensa y potencialmente peligrosa vasoconstric-
ción e isquemia renal. La síntesis de prostaglandinas 
se estimula por la deshidratación y el estrés (cirugía, 
anestesia), angiotensina-II y nervios simpáticos. Los 
fármacos antiinflamatorios no esteroideos (AINE), como 
la aspirina y el ibuprofeno, inhiben la síntesis de pros-
taglandinas, disminuyen FSR y aumentan la isquemia 
renal. Las prostaglandinas desempeñan un papel de 
importancia creciente en el mantenimiento de FSR y 
GFR en los sujetos de edad avanzada. Por ello, los AINE 
pueden reducir de forma significativa FSR y GFR en 
los ancianos. 
Óxido nítrico
El NO, un factor relajante derivado del endotelio, es un 
vasodilatador importante en condiciones basales, y se 
opone a la vasoconstricción producida por la angio-
tensina-II y las catecolaminas. Cuando el flujo sanguí-
neo aumenta, mayores fuerzas de cizalladura actúan 
en las células endoteliales de las arteriolas y aumenta 
la producción de NO. Además, numerosas hormonas 
vasoactivas, que incluyen acetilcolina, histamina, bra-
dicinina y ATP, facilitan la liberación de NO desde las 
células endoteliales. Una producción aumentada de 
NO produce la dilatación de las arteriolas aferentes y 
eferentes de los riñones. Mientras que unos niveles au-
mentados de NO reducen las resistencias periféricas 
totales, la inhibición de la producción de NO aumenta 
las resistencias periféricas totales. 
AplicAción clínicA
La hemorragia reduce la presión sanguínea arterial y, 
por ello, activa los nervios simpáticos del riñón a través 
del reflejo barorreceptor (fig. 32-22). La noradrenalina 
produce una intensa vasoconstricción de las arteriolas 
aferentes y eferentes y, en consecuencia, disminuye FSR 
y GFR. El aumento de la actividad simpática también 
incrementa la liberación