Módulo 5.2. Fisiopatología relacionada con el consumo de las proteínas.

* Recuerdo anatómico y fisiológico de la función renal

 

Recuerdo anatómico del rinón:

La unidad funcional del riñón es la nefrona, existen más de dos millones entre ambos riñones. Cada nefrona consta de dos partes fundamentales: el corpúsculo renal y el sistema tubular. El primero está constituido por un ovillo de capilares arteriales, llamado glomérulo, que aparece embutido dentro de una especie de campana con las paredes huecas denominada cápsula de Bowman.  El glomérulo surge a continuación de la arteriola aferente (derivada de la arteria renal) y se resume en una arteriola eferente. Por su parte, la cápsula de Bowman se prolonga, dando lugar a un sistema tubular compuesto por cuatro partes sucesivas: túbulo contorneado proximal, asa de Henle, túbulo contorneado distal y túbulo colector.  La arteriola eferente se extiende a continuación del glomérulo corriendo en paralelo a lo largo del sistema tubular hasta confluir con con un capilar venoso tributario, en último término,  de la vena renal.

La disposición de las nefronas caracteriza anatómicamente al riñón. Por un lado,  la acumulación de corpúsculos y túbulos contorneados forman la llamada zona cortical, mientras que el asa de Henle (prolongación del túbulo proximal) penetra en la región más interna del riñón, denominada zona medular o yuxtamedular, para ascender nuevamente hacia la zona cortical en forma de túbulo contorneado distal, que se sitúa casi en paralelo al túbulo contorneado proximal. En su tramo final, el túbulo contorneado distal pasa bajo el glomérulo encajado entre las arteriolas aferente y eferente formando el denominado aparato yuxtaglomerular. Las nefronas situadas cerca de la corteza cuentan con túbulos proximales más cortos que las situadas en la zona medular (nefronas cortas y largas respectivamente). A continuación,  los túbulos colectores descienden hacia la zona medular, donde confluyen en papilas formando la pelvis renal o región pielocalicial que precede al uréter.

Recuerdo de la fisiología renal:

La arteria renal conduce la sangre al riñón, antes de llegar a la nefrona esta arteria se ramifica sucesivas veces hasta convertirse en la arteriola aferente que da paso al glomérulo. Desde allí el plasma sanguíneo se filtra masivamente (unos 125 ml por minuto) al interior de la cápsula de Bowman,  es el llamado filtrado glomerular que se produce gracias a la diferencia de presión entre la sangre glomerular y el interior de la cápsula. En la arteriola aferente la presión hidrostática alcanza los 60 torr que hacen frente a una presión oncótica (presión osmótica generada por la albúmina) de unos 32 torr, por otro lado, en el interior de la cápsula la presión hidrostática es de unos 18 torr y la presión oncótica nula. Así prevalece una presión resultante de 10 torr (+60 – 32 -18 = +10 torr) que propulsan el plasma desde el glomérulo hacia el interior de la cápsula de Bowman. El flujo masivo entre ambos espacios está facilitado, además, por la enorme permeabilidad entre los endotelios capilares y de la cápsula. La composición del filtrado glomerular es casi igual a la del plasma con la diferencia de que está casi exento de proteínas, dado que éstas apenas pueden atravesar el endotelio del glomérulo. De este modo, el filtrado glomerular además de incorporar sustancias de desecho como la urea, la creatinina y el ácido urico, arrastra todos los minerales y electrolitos disueltos en el plasma, así como la glucosa y las vitaminas hidrosolubles junto a  cantidades residuales de aminoácidos y de albúmina.

El 99% del filtrado glomerular es reabsorbido por la red de arteriolas que corre en paralelo al sistema tubular, así de los 180 litros filtrados diariamente apenas 1 litro se convierte en orina. La reabsorción se produce por difusión pasiva y transporte activo en función del tipo de sustancias y del tramo del sistema tubular. A lo largo del túbulo contorneado proximal se reabsorbe por difusión pasiva más del 70% del agua y una buena parte de los solutos del filtrado glomerular (sodio, cloro, potasio, calcio, y magnesio), mientras que la totalidad de la glucosa y de los restos de aminoácidos y proteínas son reincorporados a la sangre mediante transporte activo a costa de ATP.  En cuanto a las sustancias de desecho, la mayoría permanecen en los túbulos; sólo una parte de la urea es reabsorbida mientras que la creatinina no se reabsorbe en absoluto. Lo contrario que sucede con el ácido úrico que es reabsorbido en su mayoría y retorna a la sangre. A lo largo de la rama descendente del  asa de Henle apenas se reabsorben solutos, en cambio continúa una intensa recaptación de agua por parte de los capilares, de modo que el filtrado va aumentando su concentración a medida que penetra en la zona medular. En su retorno hacia la zona cortical, la rama ascendente del asa de Henle no deja escapar agua pero sí sodio, cloro y urea mediante transporte activo dependiente de energía, con lo que la concentración del filtrado vuelve a ser progresivamente más baja.  Por otro lado, los túbulos distales y colectores (situados en la zona cortical) reciben sustancias excretadas desde los capilares,  principalmente potasio, pero también  iones hidrógeno, amoniaco (NH3) y ácido úrico (alrededor del 80% del que se reabsorbió en el túbulo proximal). Estos compuestos se incorporan a la orina junto a otros restos del metabolismo como algunos derivados medicamentosos.  A continuación, en los túbulos distal y colector prosigue la reabsorción activa de calcio, magnesio y sodio.

 Todos los procesos de reabsorción y secreción mencionados están altamente regulados ya que son claves, tanto para la depuración de la sangre, como para el mantenimiento de su equilibrio hidroelectrolítico y ácido-básico.  

Regulación de la función renal:

En el inicio de los túbulos colectores el filtrado corresponde a una orina abundante y no muy concentrada que alberga todas las sustancias indeseables y sobrantes que el cuerpo debe eliminar. Sin embargo, el riñón es capaz de concentrar más o menos la orina final con objeto de regular el volumen y la concentración de los líquidos extracelulares.  Para ello, se reabsorbe agua de forma variable a lo largo del túbulo colector en su descenso hacia la papila situada en la zona medular. La hormona antidiurética (ADH),  segregada por la hipófisis,  es la encargada de regular la permeabilidad al agua de los túbulos colectores;  si sus niveles son elevados la permeabilidad aumenta y con ella la reabsorción de agua, de modo que la orina final es escasa y concentrada en iones como el sodio y el cloro. Por el contrario,  si los niveles de ADH  son bajos la permeabilidad de los túbulos disminuirá y la orina final será abundante y, en consecuencia, menos concentrada.

Así mismo, el riñón dispone de un mecanismo de autoregulación de la  intensidad de reabsorción de agua y solutos basado en el principio de que cuanto mayor es el caudal de filtrado glomerular, menor es la tasa de reabsorción y viceversa. Este mecanismo consiste en la capacidad de contraer de forma selectiva la arteriola  aferente y eferente que precede y sigue al glomérulo respectivamente. Si el caudal de filtrado es muy alto éste fluye rápido por el sistema  tubular sin que apenas dé tiempo a reabsorber ninguna sustancia, lo que propicia un filtrado muy concentrado en la zona tubular distal.  Esto, a nivel yuxtaglomerular,  propicia la constricción de la arteriola aferente (llave de paso de la sangre al glomérulo) lo que aminora la presión sanguínea intraglomerular. Esta bajada de presión reduce el ritmo de filtrado hacia la cápsula de Bowman, disminuyéndose el caudal a través de los túbulos, lo que permite una reabsorción más intensa a lo largo del sistema tubular que aminora la concentración final del filtrado.  Si, por el contrario, el aparato yuxtaglomerular detecta una baja concentración del filtrado debido a un flujo debilitado, sus células especializadas segregan proteína renina que se acopla a otra proteína presente en el entorno: el angiotensinógeno. Tal unión da lugar a angiotensina: sustancia que constriñe la arteriola eferente (válvula de escape del glumérulo) produciendo un notable aumento de la presión intraglomerular y con ella del caudal de filtrado a través del sistema tubular, de manera que aumenta la concentración final del filtrado.

Las variaciones de la presión arterial también influyen en el volumen y en la concentración de orina ya que afectan directamente a la presión sanguínea intraglomerular. Un aumento significativo y sostenido de la tensión dará lugar a una orina abundante y poco concentrada, lo contrario que la hipotensión.  

La regulación del volumen y la concentración de iones en el medio extracelular está sujeta, además, a un control sistémico mediado por la hormona antidiurética (ADH). Cuando los centros nerviosos, localizados en la hipófisis, detectan una disminución del volumen extracelular, estimulan la secreción de ADH que actúa (como se ha comentado anteriormente) disminuyendo la pérdida de agua a través de la orina. Ésto,  unido a un  mayor estímulo de la sed, contribuye a recuperar el volumen plasmático. Por el contrario, un aumento de dicho volumen, unido a una baja concentración, inhibe la secreción de ADH, suprime la sensación de sed y propicia la acción combinada del eje renina-angiotensina que favorece la producción de una orina abundante y rica en solutos. La angiotensina estimula, asimismo, la secreción cortical de hormona aldosterona que fomenta la retención de sodio (esencial para el mantenimiento de la concentración y el volumen de los líquidos extracelulares) en detrimento del potasio que se elimina abundantemente en la orina.

Valoración de la función renal:

Existen varios métodos para evaluar el funcionamiento del riñón, y en su caso, diagnosticar el grado de insuficiencia renal. Uno de ellos es el cálculo de la depuración plasmática, basado en la estimación del volumen de plasma que el riñón es capaz de limpiar de una determinada sustancia. Para ello se  parte de la certeza de que, en condiciones normales, se producen aproximadamente 125 ml de filtrado glomerular por minuto (180 litros diarios) y de que una parte conocida de  las sustancias que aparecen en dicho filtrado es reabsorbida, mientras que el resto es eliminada por la orina. En el caso de la urea, de los 125 ml de filtrado, unos 60 ml retornan a la sangre libres de urea, en otras palabras: unos riñones sanos depuran la urea de 60 ml de plasma por minuto. Para evaluar este parámetro en un enfermo renal  se  analizan los niveles de urea en sangre y, al mismo tiempo,  se cuantifica la urea aparecida en la orina durante un minuto. Si la función renal se mantiene intacta la uremia ronda los 0,2 mg/ml, mientras que la orina final acumula una media de 12 mg cada minuto; dividiendo 12 entre 0,2 obtenemos los ml de plasma depurados por minuto: 60 ml.  Si  este valor disminuye será un indicador de insuficiencia renal.

Otro parámetro de la función renal es la tasa de filtrado glomerular. Se calcula inyectando en sangre  una cantidad determinada de sustancia (como la inulina), cuya capacidad de pasar al filtrado glomerular sea igual a la del plasma pero cuyo grado de reabsorción renal sea nulo, de modo que  toda la cantidad que aparece en el filtrado acabará en la orina final. Una vez conocida la cantidad de la sustancia en sangre, se calcula la cantidad acumulada en la orina cada minuto. Normalmente para una concentración de inulina en sangre de 0,001 mg/ml deben aparecer en la orina unos 0,125 mg de inulina por minuto (dividiendo 0,125 entre 0,001 se obtiene la tasa de filtrado normal: 125 ml/minuto). De este modo, conociendo la concentración plasmática de inulina  y su presencia en la orina,  se calcula  fácilmente la tasa de filtrado glomerular que podrá verse más o menos disminuida en caso de fallo renal. 

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