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Gayton - capítulo 26 FUNCIONES DEL RIÑÓN EN LA HOMEOSTASIS Tiene como función importante eliminar del cuerpo los materiales de desecho que se han ingerido o que ha producido el metabolismo. -Una segunda función imprescindible es controlar el volumen y composición de los líquidos corporales. Respecto al agua y casi todos los electrólitos del cuerpo, el equilibrio entre los ingresos (debido a la ingestión y a la producción metabólica) y las salidas (debidas a la excreción o consumo metabólico) lo mantienen en gran medida los riñones. -Esta función reguladora de los riñones mantiene el ambiente interno estable necesario para que las células desempeñen sus actividades. - filtran el plasma y eliminan sustancias del filtrado con una intensidad variable, dependiendo de las necesidades del cuerpo. Las sustancias no “deseadas” del filtrado son excretadas a la orina mientras las sustancias necesarias vuelven a la sangre. FUNCIONES QUE EJECUTAN: - excreción de productos metabólicos de desechos y sustancias químicas extrañas. -Regulación de los equilibrios hídrico y electrolítico. -Regulación de la osmolaridad del líquido corporal y de las concentraciones de electrólitos (sustancias que en solución acuosa se disocian formando iones). -Regulación de la presión arterial. -Regulación del equilibrio ácido-base. -Secreción, metabolismo y excreción de hormonas. -Gluconeogenia. ANATOMIA FISIOLÓGICA DE LOS RIÑONES IRRIGACIÓN RENAL: El riego sanguíneo de los dos riñones es normalmente de alrededor del 22% del volumen minuto cardiaco = FC x VS 70 bpm . 70 ml = 5000l/min. 22% - 1.100 ml/min. La arteria renal entra en el riñón a través del hilio y después se ramifica hasta formar las arterias interlobulares, las arterias arciforme, las arterias interlobulillares y las arterias aferentes, que acaban en los capilares glomerulares, donde se filtran grandes cantidades de líquido y solutos (excepto las proteínas plasmáticas) Desde los glomérulos se parten arteriolas eferentes, que descienden por los túbulos del nefrón y del asa de Henle, formando una segunda red capilar peritubular. La presión hidrostática en los capilares glomerulares – de unos 60 mmhg da lugar a una filtración rápida, mientras que una presión hidrostática mucho menor en los capilares peritubulares - de unos 13 mmhg permite una reabsorción rápida de líquido. -Al ajustar la resistencia de las arteriolas aferentes y eferentes, los riñones pueden regular la presión hidrostática en los capilares glomerulares y peritubulares, cambiando el filtrado glomerular, la reabsorción tubular o ambas en respuestas a las demandas homeostáticas del cuerpo. Los capilares peritubulares se vacían en los vasos del sistema venoso, que discurren paralelos a los vasos arteriolares. Los vasos sanguíneos del sistema venosos forman progresivamente la vena interlobulillar, vena arciforme, la vena interlobular y la vena renal, que deja el riñón junto a la arteria renal y el uréter. NEFRONA – UNIDAD FUNCIONAL DEL RIÑÓN Cada riñón contiene alrededor de 800.000 a 1 millón de nefronas – capaz de formar orina. -El riñón no puede regenerar nefronas nuevas. Por tanto, en una lesión o enfermedad, hay una reducción gradual del número de nefronas. -Después de los 40 años, el número de nefronas suele reducirse alrededor de un 10 % cada 10 años de forma que a los 80 años muchas personas tienen un 40 % menos de nefronas funcionales que antes de los 40. -Esta pérdida no pone en peligro la vida porque los cambios adaptativos en el resto de las nefronas les permiten excretar las cantidades adecuadas de agua, electrolitos y desechos. Cada nefrona contiene: -Un ovillo de capilar llamado glomérulo, por el que se filtran grandes cantidades de la sangre; tiene una presión de no 60 mmhg. -Un conjunto de túbulos en el que el líquido filtrado se convierte en orina en su camino a la pelvis del riñón. El glomérulo contiene una red de capilares glomerulares que se ramifican y anastomosan, tienen una presión hidrostática de uno 60 mmhg, revestido de células epiteliales. -Además, todo el glomérulo está cubierto por la cápsula de Bowman. -El líquido filtrado desde los capilares glomerulares circula hacia la cápsula de Bowman y después al TCP. -Desde el túbulo proximal, el líquido fluye hacia el asa de Henle, que desciende hasta la médula. -Cada asa consta de una rama descendente y otra ascendente. Las paredes de la rama descendente y el segmento inferior de la rama ascendente son muy finas y por tanto se denominan segmento delgado del asa de Henle. Después de que la rama ascendente del asa ha vuelto a la corteza, su pared se engruesa mucho y se denomina segmento grueso del asa ascendente. -Al final de la rama ascendente gruesa, un segmento corto denominado mácula densa, se asocia con el corpúsculo de origen. -Más allá de la mácula el líquido entra en el túbulo contorneado distal, que desemboca en el conducto colector cortical mediante el túbulo conector. -las partes iniciales de los conductos colectores corticales se unen p/ formar un solo conducto colector cortical mayor que discurre hacia abajo al interior de la médula y se convierte en el conducto colector medular. Los conductos colectores se funden para formar conductos mayores que se vacían en los cálices menores a través de orificios denominados área cribosa. DIFERENCIAS REGONALES EN LA ESTRUCTURA DE LA NEFRONA: CORTICAL Y YUXTAMEDULARES. Dependiendo de la profundidad de que se encuentra la nefrona en la corteza o medula se puede observar diferencias entre ellas. -Las nefronas corticales tienen sus glomérulos ubicados en la corteza. Poseen asa de Henle corta que penetran sólo a poca distancia de la medula. -Las nefronas yuxtamedulares tienen sus glomérulos que se disponen en la profundidad de la corteza cerca de la médula. Estas nefronas tienen asas de Henle grandes hasta la médula. -los vasos que irrigan las nefronas yuxtamedulares también difieren de las que irrigan las nefronas corticales. -En las nefronas corticales todo el sistema tubular esa rodeado por capilares peritubulares. -En las nefronas yuxtamedulares, las arteriolas eferente largas se extienden desde los glomérulos hasta la médula externa y después se dividen en capilares peritubulares especializados, llamados vasos rectos, que se extienden hasta la médula al lado de las asas de Henle. Los vasos rectos vuelven a la corteza y se vacían en las venas corticales. -Esta red especializada desempeña una función esencial en la formación de na orina concentrada. MICCIÓN Definición – la micción es el proceso mediante el cual la vejiga urinaria se vacía cuando está llena. Se realiza en dos pasos: Primero – la vejiga se llena progresivamente hasta que la tensión en sus paredes aumenta por encima de un umbral; esto desencadena el Segundo paso – este es un reflejo nervioso – reflejo miccional, que vacía la vejiga o, si esto falla, provoca al menos un deseo de orinar. -Aunque el reflejo miccional es un reflejo medular autónomo, centros presentes en la corteza cerebral o en el tronco del encéfalo pueden inhibirlo o facilitarlo. ANATOMIA FISIOLÓGICA DE LA VEJIGA Es una cámara de músculo liso compuesta de dos partes principales: 1 – el cuerpo, que es la parte principal de la vejiga en la que se acumula la orina. 2 – el cuello, que es una extensión en forma de abanico del cuerpo, que pasa en sentido inferior y anterior hasta el triángulo urogenital y se conecta con la uretra. El músculo liso de la vejiga se llama músculo detrusor. Sus fibras musculares se extienden en todas las direcciones y, cuando se contrae, pueden aumentar la presión en la vejiga hasta 40-60 mmhg. -Así su contracción es un paso importante para el vaciamiento de la vejiga. -Las células musculareslisas del músculo detrusor se fusionan entre sí de manera que existen vías eléctricas de baja resistencia de una célula muscular a otra. De este modo un potencial de acción puede propagarse a través del músculo detrusor, desde una célula muscular a la siguiente, para provocar la contracción de toda la vejiga. -En la pared posterior de la vejiga, por encima del cuello de la misma, hay una pequeña zona triangular – trígono. En la parte más inferior del vértice del trígono, el cuello de la vejiga se abre en la uretra posterior, y los dos uréteres entran en la vejiga en los ángulos más superiores del trígono. -El trígono puede identificarse por el hecho de que su mucosa es lisa, al contrario que el resto de la mucosa vesical, que está plegada y forma arrugas. Cada uréter, en su entrada en la vejiga, atraviesa en sentido oblicuo el músculo detrusor y después pasa otros 1-2 cm por debajo de la mucosa vesical antes de vaciarse en la vejiga. El cuello de la vejiga (uretra posterior) tiene 3 cm de longitud, y su pared está compuesta del músculo detrusor entrelazado con una gran cantidad de tejido elástico – el musculo de esta zona se llama esfínter interno. Su tono natural mantiene normalmente el cuello de la vejiga y la uretra posterior vacías de orina y, por tanto, impide el vaciamiento de la vejiga hasta que la presión en la parte principal de la vejiga aumenta por encima de un umbral crítico. – debido el llenado. La uretra membranosa atraviesa el diafragma urogenital, que contiene una capa de músculo llamada esfínter externo de la vejiga. Es un musculo esquelético voluntario. Es decir, está bajo el control voluntario y puede usarse para impedir conscientemente la micción incluso cuando los controles involuntarios intentan vaciar la vejiga. INERVACIÓN DE LA VEJIGA La principal inervación nerviosa de la vejiga es a través de los nervios pélvicos, que conectan con la médula espinal a través del plexo sacro, sobre todo los segmento s2 y s3. En los nervios pélvicos discurren fibra nerviosas sensitivas y motoras. Las fibras sensitivas detectan el grado de distensión de la pared vesical. Las señales de distensión de la uretra posterior son fuertes y son responsables de iniciar los reflejos que provocan el vaciado de la vejiga. Los nervios motores transmitidos en los nervios pélvicos son fibras parasimpáticas. Desde los centros sacro S2-S4, forman nervios esplácnicos pélvicos (erectores) y hacen conexión en el ganglio hipogástrico inferior, en contacto con la vejiga urinaria. Después, nervios posganglionares cortos inervan el músculo detrusor. La vejiga recibe la inervación simpática de la cadena simpática lumbar a través de los nervios hipogástricos, que conectan sobre todo con el segmento L2 de la médula. Estas fibras estimulan principalmente los vasos sanguíneos y tienen poco que ver con la contracción de la vejiga. Además de la inervación autónoma, fibras nerviosas esqueléticas llegan a través de nervio pudendo hasta el esfínter vesical externo. Estas fibras inervan y controlan el musculo esquelético voluntario del esfínter. El cuerpo vesical está compuesto por receptores muscarínicos y en menor grado por receptores B-adrenérgicos. El cuello y la uretra comprenden receptores muscarínicos y en especial adrenérgicos, principalmente del tipo alfa. PLEXOS HIPOGASTRICO SUPERIOR E INFERIOR Los plexos hipogástricos superior e inferior son redes de fibras nerviosas simpáticas y parasimpáticas. El plexo hipogástrico superior es la prolongación del plexo intermesentérico – que se ubica entre el ganglio mesentérico superior y el ganglio mesentérico inferior, por delante de la aorta abdominal superior a la bifurcación de la aorta en las dos arterias ilíacas común. Este plexo recibe fibras del plexo celíaco (formando por los ganglios celíacos u semilunares, ganglio mesentérico superior y ganglio aórtico renal) y fibras de la cadena simpática lumbar sobre todo L2 – a través de los nervios esplácnicos lumbares. El plexo hipogástrico superior se extiende inferiormente, por delante del sacro este plexo se divide en dos, en nervios hipogástricos izquierdo y derecho que forman a continuación el plexo hipogástrico inferior – derecho e izquierdo. Este plexo está constituido por el componente simpático que derivan del plexo hipogástrico superior y por ganglios de la cadena simpática sacra que emiten a su vez fibras que alcanzan el plexo hipogástrico inferior (pélvico) a través de los nervios esplácnicos sacros – fibras presinápticas, que se conectan con ganglios del plexo hipogástrico inf. donde parten fibras posganglionares hacia la vejiga. Acompañado del componente simpático viaja fibras aferentes sensitivas que regresan por la raíz posterior de la médula. – llevando información exteroceptiva. El componente parasimpático está compuesto por fibras pre ganglionares que parten de la médula sacra segmento S2-S4, llegan al plexo hipogástrico inferior mediante nervios esplácnicos pélvicos – erectores. Allí hacen conexión con ganglios del plexo hipogástrico inferior, cerca del órgano y parten del mismo fibras posganglionares hacia la vejiga. La inervación somática – voluntario está dada por el nervio pudendo que inerva el esfínter externo de la vejiga. Es decir, está bajo el control voluntario su vaciamiento o no. – vía corticoespinal. La información de llenado (tensión) de la pared muscular de la vejiga es captad por receptores sensitivos que vuelven hacia la médula acompañados del nervio pudendo y esplácnicos pélvicos (erectores). Ascienden hasta la corteza por la vía profunda consciente, hasta llegar a la corteza, donde regresan por la vía principal (piramidal) a la neurona de la asta ventral medular, donde parten acompañado de la eferencia vegetativa simpática que sale por la raíz ventral hacia el órgano. TRANSPORTE DE ORINA HACIA LA VEJIGA. No hay cambios considerables de la orina desde los cálices renales hasta los uréteres y la vejiga. La orina que sale tiene prácticamente la misma composición que el líquido que fluye de los conductos colectores. -La orina que fluye desde los conductos colectores hacia los cálices renales estira los cálices, lo que inicia contracciones peristálticas que se propagan a la pelvis renal y después a lo largo del uréter. -Forzando así la orina desde la pelvis renal hacia la vejiga. -Cada onda peristáltica aumenta la presión dentro del uréter de manera que la región que atraviesa la pared de la vejiga se abre y permite a la orina fluir hacia la vejiga. -Las paredes de los uréteres contienen músculo liso y están inervadas por nervios vegetativos. El componente simpático inhibe las contracciones peristálticas, mientras que la estimulación parasimpática potencia las contracciones. -Los uréteres entran en la vejiga a través del musculo detrusor en la región del trígono vesical. Discurren en sentido oblicuo a través de la pared vesical. -El tono normal del músculo detrusor en la pared de la vejiga tiende a comprimir el uréter lo que impide el regreso de orina cuando la presión aumente en la vejiga, durante la micción o la compresión de la vejiga. LLENADO DE LA VEJIGA Cuando no hay orina en la vejiga, la presión intravesical es de aproximadamente 0. -Pero cuando se han acumulado 30-50 ml de orina, la presión aumenta a 5-10cm de agua. -puede soportar una cantidad adicional de 200-300 ml de orina con sólo pequeños aumentos de la presión. -Por encima de los 300-400ml, la acumulación de orina en la vejiga provoca aumento rápido de la presión. -los valores máximos de presión pueden aumentar desde sólo centímetros de agua más de 100cm. Es decir, la presiónintravesical máxima puede alcanzar hasta 100 cm de agua. -Estas presiones máximas se denominan ondas de micción y se deben al reflejo miccional. REFLEJO MICCIONAL Reflejo – es una respuesta involuntaria y estereotipada, que se produce frente a un estimulo especifico. Es estereotipada, pues se da siempre de la misma manera en condiciones normales. Partes de un arco reflejo: receptor (en la pared muscular de la vejiga); vía aferente (sensitiva), N. pélvicos y N. pudendo – propioceptiva-tensión o volumen. centro de integración (médula). Interneuronaneuronas motoras(asta ventral) vía eferente (motora) – nervios esplácnicos pélvicos - fibras parasimpáticas. órgano efector (vejiga). A medida que se llena la vejiga empiezan a aparecer muchas contracciones miccionales sobrepuestas – como picos discontinuos. -Estas se deben al reflejo de distensión iniciado por los receptores sensitivos de distensión en la pared de la vejiga, en especial por los receptores situados en la uretra posterior cuando esta zona comienza a llenarse de orina a presiones vesicales altas. -Las señales sensitivas de los receptores de distensión vesicales se conducen a los segmentos sacros de la médula a través de los nervios pélvicos y después vuelven de nuevo a la vejiga a través de las fibras parasimpáticas a través de estos mismos nervios. -Cuando la vejiga está sólo parcialmente llena, estas contracciones miccionales suelen relajarse espontáneamente tras una fracción de minuto, el musculo detrusor deja de contraerse y la presión vuelve a su valor basal. -A medida que la vejiga continúa llenándose, los reflejos miccionales se hacen más frecuente y provocan contracciones mayores del musculo detrusor. Una vez que comienza el reflejo miccional, este es autorregenerativo, es decir: -La contracción inicial de la vejiga activa los receptores de distensión que activan a los receptores de distensión que causan un mayor incremento en los impulsos sensitivos, lo que aumenta aún más la contracción refleja de la vejiga, después el ciclo se repite hasta que la vejiga alcanza un grado fuerte de contracción. -después de algunos segundo a más de 1 min, finaliza el reflejo miccional, lo que permite relajarse a la vejiga. Así el reflejo miccional es un solo ciclo completo de: 1- Aumento rápido y progresivo de la presión; 2- Un periodo de presión mantenida 3- Un retorno de la presión al tono basal de la vejiga. Una vez que se ha producido el reflejo miccional pero no se ha vaciado la vejiga, los elementos nerviosos de este reflejo suelen permanecer en un estado de inhibición durante minutos, incluso horas. -A medida que la vejiga se llena más y más, los reflejos miccionales son más potentes y frecuentes. -Una vez que el reflejo miccional es lo suficiente intenso, provoca otro reflejo, que pasa a través del nervio pudendo hasta el esfínter externo de la uretra para inhibirlo. (es decir, relaja el esfínter que cierra el conducto membranoso de la uretra). -Si esta inhibición es más potente que las señales constrictoras voluntarias al esfínter externo, se produce la micción. -Si no, la micción no se produce hasta que la vejiga se llena más y el reflejo miccional se hace más potente. FACILITACIÓN O INHIBICIÓN DE LA MICCION POR EL ENCÉFALO El reflejo miccional es un reflejo medular autónomo, pero centros encefálicos pueden inhibirlo o facilitarlo. Esto centro son: -Centros facilitadores e inhibidores potentes situados en el tronco del encéfalo, sobre todo en la protuberancia. -Centros localizados en la corteza cerebral, que son en gran parte inhibidores. !! El reflejo miccional es la causa básica de la micción, pero los centros superiores ejercen un control final sobre la micción, de la siguiente forma. 1- Los centros superiores mantienen el reflejo miccional parcialmente inhibido, excepto cuando se desea la micción. 2- Los centros superiores pueden impedir la micción, incluso aunque se produzca el reflejo miccional, mediante una contracción tónica del esfínter vesical externo hasta que se presente un momento adecuado. 3- Cuando es el momento de la micción, los centros corticales pueden facilitar que los centros de la micción sacros ayuden a iniciar el reflejo miccional y al mismo tiempo inhibir el esfínter urinario externo para que la micción pueda tener lugar. La micción voluntaria suele iniciarse de la siguiente forma. -En primer lugar, una persona contrae voluntariamente los músculos abdominales, lo que aumenta la presión en la vejiga y permite entrar una cantidad extra de orina en el cuello de la vejiga y en la uretra posterior bajo presión, lo que estira sus paredes. -Esto estimula los receptores de distensión, lo que excita el reflejo miccional y a la vez inhibe el esfínter uretral externo. -Es decir, se produce voluntariamente la micción voluntaria de modo forzado. -Habitualmente se vaciará toda a orina dejando no más que 5-10ml en la vejiga. INFORMACIÓN A NIVEL DE CURIOSIDAD la contracción refleja miccional no puede tener lugar si se destruyen las fibras nerviosas sensitivas que van desde a vejiga hasta la medula espinal. Lo que impide la trasmisión de señales de distensión de la vejiga. Ahora, si la medula espinal se lesiona por encima de la región sacra, pero los segmentos medulares sacros continúan intactos, todavía pueden aparecer reflejos miccionales. LA FORMAC. DE ORINA ES RESULTADO DEL FILTRADO GLOMERULAR, LA REABSORCIÓN TUBULAR Y LA SECRECIÓN TUBULAR. La formación de la orina está representada por 3 procesos: 1- La filtración glomerular 2- Reabsorción tubular – de sustancias de los tub. Hacia la sangre. 3- La secreción tubular desde la sangre hacia los túbulos renales. Matemáticamente se expresa V. Excreción urinaria = V. de filtración – V. de reabsorción + V. de secreción. La formación de orina comienza cuando una gran cantidad de líquido que casi no dispone de proteínas se filtra desde los capilares glomerulares a la capsula de Bowman. La mayor parte de las sustancias del plasma, excepto las proteínas, se filtran libremente, de manera que su concentración en el filtrado glomerular de la cápsula de Bowman es casi a misma que en el plasma. -A medida que el líquido del filtrado deja la cápsula glomerular y pasa a través de los túbulos, se modifica por la reabsorción de agua y solutos específico de nuevo hacia la sangre o por la secreción de otras sustancias desde los capilares peritubulares hacia os túbulos. A. ej. la creatinina, presente en el ultra filtrado es eliminada – excretada casi por completo. B. ej. muchos electrolitos del cuerpo, como iones sodio y cloruro. C. ej. Aa y glucosa. D. ej. Ácidos organicos y las bases. Para cada sustancia del plasma hay una combinación particular de filtración, reabsorción y secreción. La secreción es importante para determinar las cantidades de iones potasio e hidrogeno y otras sustancias que se excretan por la orina La reabsorción es cuantitativamente importante en la formación de la orina. Los electrolitos, como iones cloro, sodio y bicarbonato, se reabsorben mucho, de manera que sólo aparecen en la orina pequeñas cantidades. !!Sustancias nutritivas como glucosa y Aa, se reabsorben completamente de los túbulos y no aparecen en la orina, aunque se filtren grandes cantidades por los capilares glomerulares. Cada uno de estos procesos – filtración, reabsorción y secreción está regulado con las necesidades del cuerpo. Cuando hay un exceso de Na+, la intensidad con la que el sodio se filtra aumenta y se reabsorbe una cantidad menor del mismo, lo que da lugar a una mayor excreción en la orina. !!¿POR QUE SE FILTRAN Y DESPUÉS SE REABSORBEN GRANDES CANTIDADES DE SOLUTO EN LOS RIÑONES? 1° Permite a los riñones eliminar con rapidez productos de desecho de cuerpo que dependensobre todo de la filtración glomerular para su excreción. Eso debido, que la mayoría del desecho del cuerpo se absorbe mal en los túbulos, y por ello depende de un filtrado glomerular alto para extraerlos. 2° Una segunda ventaja de un filtrado glomerular alto es que permite que el riñón filtre y procese todos los líquidos corporales muchas veces al día. Debido a que el volumen de plasma es de 3L, mientras que el FG es de 180 l/día, todo el plasma puede filtrase y procesarse una 60 veces al día. Lo que permite a los riñones controlar estrictamente y rápido el volumen y composición de los líquidos corporales. FILTRADO GLOMERULAR Definición - El primer paso para la formación de orina. La formación de orina comienza con la filtración de grandes cantidades de líquidos a través de los capilares glomerulares hacia la cápsula de Bowman. El líquido filtrado llamado filtrado glomerular carece prácticamente de proteínas y elementos celulares, incluidos eritrocitos. Las concentraciones de otros constituyentes del filtrado glomerular, como la mayoría de sales y moléculas orgánicas, son similares a las concentraciones en el plasma. Es decir, se encuentra en el filtrado sustancias como glucosa, sodio, cloruro, Aa, etc. Las excepciones a esta generalización son algunas sustancias con un peso molecular bajo, como el calcio y ácido grasos, que no se filtran libremente porque están unidas parcialmente a las proteínas plasmáticas. Casi la mitad del calcio plasmático y la mayor parte de los ácidos grasos plasmáticos están unidos a proteínas y estas porciones unidas no se filtran a través de los capilares glomerulares. EL FG ES ALREDEDOR DEL 20% DEL FLUJO PLASMÁTICO RENAL ¡!!Es decir. FPR es de 600 aprx. 20% del mismo es igual 120, que sería el filtrado glomerular. El FG está determinado por: 1.El equilibrio entre las fuerzas hidrostática y coloidosmóticas que actúa a través de la membrana capilar. 2.El coeficiente de filtración capilar (Kf), el producto de la permeabilidad por el área superficial de filtro de los capilares. Los capilares glomerulares tienen una filtración mucho mayor que la mayoría de los otros capilares por una presión hidrostática glomerular alta y un gran coeficiente de filtración Kf. -!!En el adulto medio, el FG es de unos 125 ml/min, o 180 l/día. -El flujo plasmático renal (FPR) es de aproximadamente 600 ml/min. Así, la fracción de filtración es la: La fracción del flujo plasmático renal que se filtra a través de los capilares glomerulares. Es de media de 0,2. Esto significa que alrededor del 20% del plasma que fluye a través del riñón se filtra a través de los capilares glomerulares. La fracción de filtración se calcula como sigue: FRACCION DE FILTRACION= FILTRACION GLOM. /FLUJO PLASMÁTICO RENAL MEMBRANA CAPILAR GLOMERULAR La membrana capilar glomerular tiene 3 capas principales: 1. endotelio del capilar. 2. la membrana basal. 3. una capa de células epiteliales (podocitos). Estas capas forman la barrera de filtración que, a pesar de sus tres capas, filtra el plasma sanguíneo. -La elevada filtración se debe en parte a sus especiales características. -El endotelio capilar es fenestrado – perforado. Aunque la fenestración es relativamente grande, las células endoteliales están dotados de muchas cargas negativas fijas que dificultan el paso de las proteínas plasmáticas. -!!Rodeando al endotelio está la membrana basal, que consta de una red de colágeno y fibrillas de proteoglucanos que tienen grandes espacios a través de los cuales pueden filtrarse grandes cantidades de agua y soluto. La membrana basal evita con eficacia la filtración de proteínas plasmáticas, en parte debido a las cargas eléctricas negativas fuertes de los proteoglucanos. -La parte final de la membrana glomerular es una capa de células epiteliales que recubre la superficie externa del glomérulo. Podocitos - No son células continuas, sino que tienen unas prolongaciones largas que rodean la superficie externa de los capilares. Los podocitos están separados por espacios – poros en hendidura a través de los cuales se mueve el filtrado glomerular. Estas células epiteliales, también tienen cargas negativas que restringen de forma adicional la filtración de las proteínas. -Así la barrera de filtración compuestas por estas capas, proporcionan una barrera de filtración eficiente. LA CAPACIDAD DE FILTRARSE DE LOS SOLUTOS SE RELACIONA INVERSAMENTE CON SU TAMAÑO. Además, de las fenestraciones en el epitelio capilar, que permiten mayor filtración del plasma sanguíneo. La barrera de filtración glomerular filtra de modo selectivo las moléculas que se filtran basándose en su tamaño y en su carga eléctrica. -Una capacidad de filtración de 1 significa que la sustancia se filtra libremente como el agua. -Una capacidad de filtración de 0,75 significa que la sustancia se filtra con una rapidez de 75% la del agua. -A medida que la sustancia se acerca a la albumina, su capacidad para filtrarse se reduce a cerca de cero. LAS MOLÉCULAS GRANDES CON CARGA NEGATIVA SE FILTRAN CON MENOR FACILIDAD QUE LAS MOLÉCULAS CON EL MISMO TAMAÑO MOLECULAR Y CARGAS POSITIVAS. El tamaño de una proteína plasmática es de aproximadamente 6 nm, mientras que los poros de la membrana glomerular tienen unos 8 nm. Pero, la albumina no se filtra por su carga negativa y la repulsión electrostática ejercida por las cargas negativas de los proteoglucanos de la pared capilar glomerular. Las proteínas con carga negativa son repelidas debido que en la membrana basal y las prolongaciones de los podocitos – células epiteliales tienen cargas negativas. En ciertas nefropatías, las cargas que hay sobre la membrana basal se pierden incluso antes de que haya cambios notables en el aspecto histológico del riñón, un trastorno que se denomina nefropatía por cambios mínimos. Como resultado de cargas negativas en la membrana basal, algunas proteínas, en especial la albumina, se filtran y aparecen en la orina, un trastorno conocido como proteinuria o albuminuria. DETERMINANTES DEL FILTRADO GLOMERULAR El FG está determinado por: 1. La suma de las fuerzas hidrostática y coloidosmótica a través de la membrana glomerular que da lugar a la presión de filtración neta 2. Coeficiente de filtración capilar glomerular. FG = Kf x PRESION FILTRACIÓN NETA. La presión de filtración neta es la suma de las fuerzas hidrostáticas y coloidosmótica que favorecen o se oponen a la filtración a través de los capilares glomerulares. Estas fuerzas son: 1. La presión hidrostática dentro de los capilares glomerulares (P. hidrostática glomerular) que favorece la filtración. 2. La presión hidrostática en la cápsula de Bowman, fuera de los capilares, que se opone a la filtración. 3. La presión coloidosmótica de las proteínas plasmática en la capilar glomerular. Que se opone a la filtración. 4. La presión coloidosmótica de las proteínas en la cápsula de Bowman, que favorece la filtración. La concentración de proteínas en el filtrado glomerular es tan baja que la presión coloidosmótica en el líquido de la capsula de Bowman se considera cero. Aunque los valores normales para los determinantes del FG no se han medido directamente en los seres humanos, se ha calculado en animales como los perros y ratas. Por los resultados obtenidos en animales, se cree que las fuerzas normales aprox. que favorecen y se oponen al filtrado glomerular en los seres humanos son como sigue: EL AUMENTO DEL COEFICIENTE DE FILTRACION CAPILAR GLOMERULAR INCREMENTA EL FG !!El coeficiente de filtración es una medida del producto de la conductividad hidráulica y el área superficial de los capilares glomerulares. -Se calcula experimentalmente dividiendo el filtrado glomerular por la presión de filtración neta. Kf= FG / PRESIÓN DE FILTRACIÓN NETAComo el FG total en los riñones es de unos 125 ml/min y la presión de filtración neta 10 mmhg, el Kf normal se calcula en unos 12,5 ml/min/mmhg de presión de filtración. -Cuando el Kf se expresa por 100g de peso renal, tiene un promedio de alrededor de 400 veces mayor que el Kf de los otros sistemas capilares del cuerpo. -el Kf medio de la mayoría de los otros tejidos del cuerpo es sólo de unos 0,01ml/min/mmhg por 100 g. este Kf alto de los capilares glomerulares contribuye mucho a su filtración rápida de líquido. Aunque el aumento del Kf eleva la FG y la reducción del Kf lo reduce, los cambios en Kf probablemente no constituyen un mecanismo importante de regulación normal día a día del FG. -pero algunas enfermedades reducen el Kf al reducir el número de capilares glomerulares funcionantes (reduciendo así el área superficial p/ la filtración) o aumentando el espesor de la membrana capilar glomerular y reduciendo su conductividad hidráulica. AUMENTO DE LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA EN LA CÁPSULA DE BOWMAN REDUCE EL FG. A partir de estudios en animales se presume que la presión en la cápsula de Bowman es de unos 18 mmhg. -El aumento de la presión hidrostática en la cápsula reduce el FG, mientras que reducir la presión aumenta el filtrado glomerular. -en ciertos estados patológicos asociados a la obstrucción de la vía urinaria, la presión en la cápsula de Bowman puede aumentar mucho y provocar una reducción grave del FG. EL AUMENTO DE LA PRESIÓN COLOIDOSMÓTICA CAPILAR GLOMERULAR REDUCE EL FG. La sangre que fluye desde la arteriola aferente a través de los capilares glomerulares hasta las arteriolas eferente, la concentración plasmática de las proteínas aumenta alrededor de un 20%. -la razón para esto es que se filtra el líquido en los capilares hacia la capsula, lo que concentra las proteínas que no se filtran. -suponiendo que la presión coloidosmótica normal del plasma que entra en los capilares es de uno 28 mmhg y este valor aumenta a unos 36 mmhg en los capilares eferente. -la presión coloidosmótica media de las proteínas en el capilar está entre 28 y los 36 mmhg. De este modo, dos factores influyen en la presión coloidosmótica capilar glomerular son: 1. La presión coloidosmótica del plasma arterial. 2. La fracción del plasma filtrado por los capilares glomerulares (frac. De filtración) El aumento de la presión coloidosmótica del plasma arterial eleva la presión coloidosmótica capilar glomerular, lo que a su vez reduce el FG. Si la concentración plasmática de proteínas se eleva, se genera mayor presión coloidosmótica impidiendo la osmosis del agua hacia la cápsula de Bowman. Aumentar la fracción de filtración también concentra las proteínas plasmáticas y eleva la presión coloidosmótica glomerular. EL AUMENTO DE LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA CAPILAR GLOMERULAR INCREMENTA EL FG -En condiciones normales la presión hidrostática capilar glomerular es de unos 60 mmHg. -Los cambios en la presión hidrostática glomerular son la principal forma de regular fisiológicamente el FG. -Los aumentos en la presión hidrostática glomerular incrementa el FG, mientras que las reducciones en la presión hidrostática glomerular lo reducen la presión hidr. Capilar glomerular está determinada por 3 variables: 1. Presión arterial. 2. Resistencia arteriolar aferente. 3. Resistencia arteriolar eferente. Resistencia es todo lo que se opone al flujo de la sangre – los 3 principales: viscosidad, el radio y longitud del vaso. El aumento de la presión arterial tiende a elevar la presión hidrostática glomerular y, por tanto, a aumentar el FG. El aumento de la resistencia en las arteriolas aferentes reduce la presión hidrostática glomerular y disminuye el FG. Por lo contrario, la dilatación de las arteriolas aferentes aumenta la presión hidrost. Glomerular y el FG. La constricción de las arteriolas eferentes aumenta la resistencia al flujo de salida de los capilares glomerulares. Esto aumenta la presión hid. Glomerular, y mientras que el aumento de la resistencia eferente no reduzca demasiado el flujo sanguíneo renal, el FG aumenta ligeramente. -sin embargo, como la constricción arteriolar aferente también reduce el flujo sanguíneo renal, la fracción de filtración y la presión coloidosmótica glomerular aumentan a medida que la resistencia arteriolar eferente aumenta. Luego si la constricción de las arteriolas eferentes es intensa, el aumento de la presión coloidosmótica supera el incremento de la presión hidrostática capilar glomerular debido la constricción arteriolar eferente. Cuando esto ocurre, la fuerza neta de la filtración se reduce en realidad, lo que disminuye el FG. De este modo, la constricción arteriolar eferente tiene un efecto bifásico sobre el FG. Con niveles moderados de constricción hay un ligero incremento del FG, pero con una constricción intensa hay reducción del mismo. La principal causa de la reducción final del FG es: -A medida que la constricción eferente aumenta y la concentración de las proteínas plasmáticas aumenta, se produce un incremento no lineal rápido en la presión coloidosmótica debido al efecto Donnan; cuanto mayor es la concentración de proteínas, más rápidamente aumenta la presión coloidosmótica debido a la interacción de los iones unidos a las proteínas plasmáticas, que también ejercen un efecto osmótico. De forma resumida – la constricción de las arteriolas aferentes reduce el FG. Pero el efecto de la constricción arteriolar eferente depende de la gravedad de la constricción – si es demasiado o no. La constricción ligera aumenta el FG, pero la intensa tiende a reducirlo. FLUJO SANGUÍNEO RENAL En un varón de 70kg, el flujo sanguíneo combinado a través de los riñones es de unos 1.100 ml/ml, igual a 22% del volumen minuto cardiaco. -considerando el hecho de que los riñones pesan alrededor de 125 – 170 gramos, comparado al peso total del cuerpo, reciben un flujo grande de sangre. ¡!!El objetivo de este flujo es aportar suficiente plasma para la elevada filtración glomerular necesaria para una regulación precisa de los volúmenes del líquido corporal y las concentraciones de solutos. -los mecanismos que regulan el flujo sanguíneo renal están muy ligados al control del FG y a las funciones excretoras de los riñones. FLUJO SANGUINEO RENAL Y CONSUMO DE OXÍGENO. Los riñones tienen un gran aporte sanguíneo comparado a su peso. 22% del volumen minuto cardiaco se dirige a los riñones, esto equivale a 1.100 ml/min. -Teniendo en cuenta que el plasma corresponde a 55 – 60 % de la sangre, el flujo plasmático renal es de aprox 600 ml/min. -Una gran fracción del oxígeno consumido por los riñones se relaciona con la elevada reabsorción del sodio en los túbulos renales. -Si el flujo renal y el FG se reducen y se filtran menos sodio, se reabsorbe menos sodio y se consume menos oxígeno. DETERMINANTES DEL FLUJO SANGUÍNEO RENAL El flujo sanguíneo renal está determinando por el gradiente de presión a través de los vasos renales. (la diferencia entre las presiones hidrostáticas en la arteria renal y en la vena renal) dividido por la resistencia vascular total renal. La presión en la art. Renal es aprox. igual a la presión arterial sistémica – 120 mmhg y la presión en la vena renal es de 4 mmhg. La resistencia vascular total está determinada por la suma de las resistencias en segmentos vasculares – como arterias, arteriolas, capilares y las venas. La parte de mayor resistencia vascular renal está en: -Las arterias interlobulillares -Las arterias aferentes y -Arteriolas eferentes. La resistencia de estos vasos está controlada por el sistema nervioso simpático, hormonas. -Un aumento de la resistencia en cualquiera de los segmentos vasculares de los riñones tiende a reducir el flujo sanguíneo renal, mientras que una reducción en laresistencia vascular aumenta el flujo sanguíneo renal si las presiones en la vena y arteria renales permanecen constantes. Aunque los cambios en la presión arterial ejercen influencia sobre el flujo sanguíneo renal, los riñones tienen mecanismos efectores para mantener el flujo sanguíneo renal y el FG relativamente constantes entre los 80 y170 mmhg de presión arterial, proceso de autorregulación. Esta capacidad de autorregulación se produce a través de mecanismos que son completamente intrínsecos. EL FLUJO SANG. EN LOS VASOS RECTOS DE LA MEDULA. ES MUY BAJO COMPARADO CON EL FLUJO EN LA CORTEZA RENAL. -La corteza renal, recibe la mayor parte del flujo sanguíneo renal. -El flujo sanguíneo en la médula renal recibe sólo el 2% del flujo sanguíneo renal total. El flujo sanguíneo renal es = 1.100 ml/min- 2% 22ml/min. Que procede de los vasos rectos peritubulares. CONTROL FISIOLÓGICO DE LA FILTRAC. GLOMERULAR Y DEL FLUJO SANGUINEO RENAL. Los principales determinantes del FG son la presión hidrostática glomerular y la presión coloidosmótica capilar glomerular. Que a su vez están influenciadas por el sistema simpático, las hormonas y sustancias vaso activas que liberan los riñones y actúan localmente (autacoides) y otros mec. de control intrínsecos. Control fisiológico de los determinantes del FG LA ACTIVACION DEL SIST. NERV. SIMPATICO REDUCE EL FG Los vasos sanguíneos de los riñones están inervados por fibras simpáticas. La activación del sist. Simpático renal puede contraer las arteriolas renales y reducir el flujo sanguíneo renal y el FG. La estimulación nerviosa moderada o leve ejerce poca influencia sobre el flujo sanguíneo renal y el FG. ¡!!Por ejemplo, la activación refleja del simpático debido a descensos moderados de la presión en los barorreceptores del seno carotideo o en los receptores cardiopulmonares ejerce poca influencia sobre el flujo sanguíneo renal o el FG. La inervación simpática renal es más importante para reducir el FG durante los trastornos agudos y graves que duran de varios min a unas pocas horas, como los provocados por reacciones de defensa, isquemia cefálica o la hemorragia grave. CONTROL HORMONAL Y POR AUTACOIDES DE LA CIRCULACION RENAL Varias hormonas y autacoides pueden influir en el FG y en el flujo sanguíneo renal. La noradrenalina, la adrenalina y la endotelina contraen los vasos sanguíneos renales y reducen el FG que son libera por la médula suprarrenal. La endotelina, es un péptido que pueden liberar las células endoteliales vasculares lesionadas de los riñones, así como de otros tejidos. Cuando se secciona un vaso sanguíneo, lo que lesiona el endotelio se libera este vasoconstrictor que contribuye a hemostasia – minimizando la pérdida de sangre. la angiotensina II contrae las arteriolas eferentes en gran parte. La angiotensina II es un potente vasoconstrictor, puede considerarse una hormona circulante y un autacoide local porque se forma en los riñones y en la circulación sistémica. -Los receptores para angiotensina II están presentes prácticamente en todos los vasos sanguíneos. -Los vasos sanguíneos preglomeruares, en especial las arteriolas aferentes, parecen estar protegidos de la contracción mediada por la angiotensina. -Esta protección se debe la liberación de vasodilatadores, en especial óxido nítrico y prostaglandinas, que contrarrestan los efectos vasoconstrictores de la angiotensina II. Sin embargo, las arteriolas eferentes son muy sensible a la hormona, debido a que la angiotensina II contrae sobre todo las arteriolas eferentes en la mayoría de los estados fisiológicos, las concentraciones de angiotensina II aumentadas elevan la presión hidrostática glomerular mientras reducen el flujo renal. -tenerse en cuenta que la mayor formación de angiotensina suele tener lugar en circunstancias de una reducción de la presión arterial o una pérdida de volumen. Que tiende a reducir el filtrado glomerular. -En estas circunstancias, la mayor concentración de angiotensina II, al constreñir las arteriolas eferentes, ayuda a evitar reducciones de la presión hidrostática glomerular y del FG. -Al mismo tiempo, la reducción del flujo sanguíneo renal causada por la constricción arteriolar eferente contribuye a reducir el flujo a través de los capilares peritubulares, lo que a su vez aumenta la reabsorción de Na+ y agua. De este modo, el aumento de la [ ] de angiotensina II que aparece en las dietas pobres en sodio o en las pérdidas de volumen ayuda a mantener el FG y la excreción normal de productos de desechos metabólicos, como la urea y la creatinina, que dependen de la filtración glomerular p/ su secreción. -Al mismo tiempo, la constricción inducida por la angiotensina II de las arteriolas eferentes incrementa la reabsorción tubular de Sodio y agua, lo que ayuda a restaurar el volumen sanguíneo y la presión arterial. EL OXIDO NITRICO DERIVADO DEL ENDOTELIO REDUCE LA RESISTENCIA VASCULAR RENAL Y AUMENTA EL FG. Un autacoide que reduce la resistencia vascular renal y es liberado por el endotelio vascular de todo el cuerpo es el óxido nítrico derivado del endotelio. El óxido nítrico mantiene la vasodilatación de los riñones, lo que disminuye la la resistencia vascular. -Esto permite a los riñones excretar cantidades normales de sodio y de agua. LAS PROTAGLANDINAS Y LA BRADICININA TIENDEN A AUMENTAR EL FG Las hormonas y autacoides que producen vasodilatación y aumentan el flujo sanguíneo renal y el FG son las prostaglandinas – PGE2 Y PGI2 y la bradicinina. -estos vasodilatadores parece no tener mucha relevancia en la reg. Del flujo sanguíneo y del FG en condiciones normales. -Pero pueden amortiguar los efectos vasoconstrictores de los nervioso simpáticos o angiotensina II – que actúa sobre las arteriolas eferentes. -Al oponerse a la vasoconstricción de las arteriolas afrentes, las prostaglandinas pueden ayudar a impedir reducción excesiva del FG y del flujo sanguíneo renal. AUTORREGULACION DEL FG Y DEL FLUJO SANGUINEO RENAL Los mecanismos de retroalimentación intrínsecos de los riñones mantienen el flujo sang. Renal y el FG relativamente constantes, a pesar de los cambios en la presión arterial sistémica. Proceso denominado autorregulación. -la principal función de la autorregulación del flujo sanguíneo en la mayoría de los tejidos diferentes de los riñones es mantener el oxígeno y nutrientes en valores normales y la extracción de los productos de desechos del metabolismo. -¡!!Mientras que la principal función en los riñones la principal función es mantener relativamente constante el FG que permita un control preciso de la excreción de agua y solutos. Los mecanismos autorreguladores impiden cambios grandes del FG y de la excreción renal de agua y solutos que de otro modo se producirían con los cambios de a presión arterial. El filtrado glomerular aprox. 180l/día; La reabsorción tubular de 178,5l/día; Lo que deja 1,5 l/día de líquido que se excreta en la orina. -si no hubiera ninguna autorregulación, un incremento pequeño de la presión arterial (100 – 125mmhg) provocaría un incremento similar de un 25% en el FG (de unos 180 a 225 l/día). -si la reabsorción tubular permaneciera constante en 178,5l/día, esto aumentaría el flujo de la orina en 46,5l/día (la diferencia entre el FG y la reabsorción tubular), un incremento total de la orina de más 30 veces. -Debido a que el volumen total de plasma es sólo de unos 3L, dicho cambio agotaría rápidamente el volumen sanguíneo. En realidad, los cambios en la PA ejercen un efecto mucho menor sobre el volumen de orina por dos razones: 1- La autorregulación renal impide los grandes cambios en el FG. 2- Hay mecanismos adaptativos en los túbulos renales que provocan un incremento de su reabsorción cuando el FG aumenta. RETROALIMENTACIÓN TUBULOGLOMERULAR Y AUTORREGULACIONDEL FILTRADO GLOMERULAR Para realizar la autorregulación, los riñones tienen un mecanismo de retroalimentación que acopla los cambios en la concentración de NaCl en la mácula densa al control de la resistencia arteriolar renal. -la retroalimentación ayuda a asegura una llegada relativamente constante de cloruro de sodio al túbulo distal y ayuda a evitar fluctuaciones falsas en la excreción renal. Debido que este mecanismo sirve para estabilizar la llegada de cloruro de sodio al túbulo distal, hay casos en que el FG se autorregula a expensas de cambiar el flujo sanguíneo renal. El mecanismo de retroalimentación túbulo glomerular tiene dos componentes que actúan juntos en el control del FG. 1. Un mecanismo de retroalimentación arteriolar aferente y 2. Un mecanismo de retroalimentación arteriolar eferente. Estos dos mecanismos dependen de disposiciones del complejo yuxtaglomerular. Que consta de la mácula densa, vasos aferentes y eferentes, células extramesangiales y células yuxtaglomerulares en la pared de los vasos. La mácula densa es un grupo de células unidas en la porción distal de los túbulos que entra en estrecho contacto con las arteriolas aferente y eferente. Estas células poseen orgánulos secretores dirigidos hacia las arteriolas, siendo sus secreciones dirigidas a los vasos. La reducción del cloruro de sodio en la mácula densa dilata las arteriolas aferentes y aumenta la liberación de renina. - las células de la mácula densa perciben cambios en el volumen que llega túbulo distal – no se conoce bien como. Según el gayton – la reducción del FG disminuye la velocidad del flujo que llega al asa de Henle, lo que aumenta la reabsorción de iones sodio y cloro en la rama ascendente del asa de Henle, hecho que disminuye la concentración de cloruro de sodio en las células de la mácula densa (túbulo contor. Distal). -Esta reducción de la concentración de cloruro de sodio inicia una señal que parte de la mácula densa y tiene dos efectos. 1. reduce la resistencia al flujo sanguíneo en las arteriolas aferentes, lo que eleva la presión hidrostática glomerular y ayuda a normalizar el FG. 2. aumenta la liberación de renina en las células yuxtaglomerulares de las arteriolas aferente y eferente, que son los principales reservatorios de renina. La renina liberada actúa después como una enzima aumentando la formación de angiotensina I, que se convierte en angiotensina II, por la enzima convertidora de angiotensina ECA. La angiotensina II, actúa sobre los vasos sanguíneos produciendo la vasoconstricción de las arteriolas eferentes, con lo que aumenta la presión hidrostática glomerular y ayuda a normalizar el FG. Cuando ambos mecanismos funcionan junto, el FG casi no cambia. Incluso con grandes variaciones de la presión arterial entre los límites de 75 y 160 mmhg, EL BLOQUEO DE LA FORMACION DE LA ANGIOTENSINA II REDUCE AÚN MÁS EL FILTRADO GLOMERULA DURANTE LA HIPOPERFUSION RENAL. Una acción constrictora preferente de la angiotensina II sobre las arteriolas eferente ayuda a impedir reducciones graves de la presión hidrostática glomerular y del FG cuando la presión de perfusión renal se reduce por debajo de lo normal. La administración de fármacos que bloquean la formación de angiotensina II (inhibidores de la enzima convertidora de la angiotensina) o que bloquean la acción de la angiotensina II – provoca a su vez reducciones del FG mayores de lo habitual cuando la presión arterial renal se reduce por debajo de lo normal. LA INGESTION ELEVADA DE PROTEINAS Y AUMENTO DE GLUCEMIA – AUMENTAN EL FLUJO SANGUINEO RENAL Y EL FG. Aunque el flujo sanguíneo renal y el FG son relativamente estables en la mayoría de las condiciones, hay circunstancias en las que estas variables cambian significativamente. Por ejemplo, se sabe que una ingestión elevada de proteínas aumenta el flujo sanguíneo renal y el FG. Con una dieta rica en proteínas, como la que contiene grandes cantidades de carne, los incrementos en el FG y en el flujo sanguíneo renal se deben en parte al crecimiento de los riñones. Sin embargo, el FG y el flujo sanguíneo renal aumentan un 20 -30 % en las 1-2h siguientes a la ingestión de una comida rica en proteínas.
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