Renal en Altura 2013 Grupo a (1)
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EXPOSITORES:López Cárdenas, Gustavo
López Pérez, LuisLópez Salas, Angel
López Vega, Jackeline.
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(UNIVERSIDAD DEL PERÚ, DECANA DE AMERICA)
FACULTAD DE MEDICINA E. A. P. MEDICINA HUMANA
FISIOLOGIA HUMANA
SEMINARIO N.20FISIOLOGIA Y FISIOPATOLOGIA
RENAL EN ALTURA
CAMBIOS HEMODINÁMICOS RENALES Y FILTRADO
GLOMERULAR EN ALTURA.
LÓPEZ CÁRDENAS, GUSTAVO
FUNCION TUBULAR: MANEJO DE AGUA EN ALTURA
Regulación del equilibrio hídrico y electrolítico.
Excreción de productos metabólicos de desecho, sustancias químicas extrañas, fármacos y metabolitos de hormonas.
Regulación de la presión arterial.
Regulación del equilibrio Acido-básico.
Regulación de la producción de eritrocitos.
Regulación de 1,25-dihidroxivitamina D3
Síntesis de glucosa
FUNCIÓN RENAL EN EL NATIVO ANDINO
HIPOXEMIA
POLICITEMIA
En altura, el consumo de O2 renal debe ser igual al nivel del mar, a fin de mantener la energía requerida para la homeostasis en
presencia de una baja presión de O2 ambiental.
POLICITEMIA SECUNDARIA
• Poco O2 en el aire respirado.• El O2 no llega a los tejidos como en la
insuficiencia cardiaca.
ERITROPOYESIS
POLICITEMIA FISIOLÓGICA
4300-5600 msnm
Recuento sanguíneo 6-7 millones/mm3
CIRCULACIÓN RENAL
FUERZA DE ULTRAFILTRACIÓN
Presión hidrostática dentro del glomérulo.
Viscosidad de la sangre glomerular
Vasoconstricción de arteria aferente y
eferente.
Hcto resistencia al flujo sanguíneoviscosidad
ARTERIOLAS AFERENTES Y EFERENTES
INERVACION VASOCONSTRICTORA
VASOCONSTRICCIÓN RENAL
HIPOXIA
HIPERCAPNIA
EMOCIONES FUERTES
TASA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR (TFG)Se usa materiales que:• Filtren libremente.• No debe ser reabsorbido ni secretado por los túbulos.INULINA (100-150 ml/min) «125 ml/min»
FLUJO PLASMÁTICO RENAL (FPR)Se usa materiales que:• Se extraigan totalmente a su paso por el riñón.PARA-AMINOHIPURATO (PAH) «Extracción 90%» • NO EXISTE UNA SUSTANCIA QUE SE EXTRAIGA TOTALMENTE DE LA SANGRE
A SU PASO POR LOS RIÑONES.FLUJO PLASMATICO RENAL EFECTIVO (FPRE) = D(PAH)
FLUJO SANGUINEO RENAL (FSR)FRACCION DE FILTRACIÓN (FF)
HEMODINAMICA RENAL EN EL NATIVO DE ALTURA
CAPACIDAD RENAL DEL
RIÑÓN
TFG
FUNCIONES TUBULARES
FPR
Evaluaron 5 PTS que vivían en altura Perú, usaron Inulina y PAH Disminución de 11% de la filtración glomerular Disminución de 52% en el flujo plasmático renal efectivo Incremento en 89% en la fracción de filtración
n:5
n:5
Monge-CC; Lozano R; Marchena C; Whittembury J.(1969) Kidney function in the high-altitude native. Fed Proc. 28(3): 1199-1203
En estudios de función renal realizados en nativos de altura y en residentes de Morococha 4500m
TFG
FPREFF
HEMATOCRITO FPRE FPT
HCTO FF
HTO VISCOSIDAD
VISCOSIDAD
FPRE
TFG
FF
FSR
FSR
TFG
FPRE
FPT
HCO VISCOSIDAD
FF
PiO2
PB
HIPOXIA
MANEJO TUBULAR DEL H2O
T.C.P.Reabsorción del
65 %
Rama descendente del Asa de Henle:
20 %
Reabsorción del 99% del H2O filtrada
T.C.D. Final y Túbulo colector:
(en presencia de ADH)14 %
Monge C. Fisiología Renal. En el Reto Fisiológico de vivir en los Andes
CAPACIDAD DE CONCENTRACION URINARIA MAXIMA
Conclusión: la capacidad de concentración urinaria estaba conservada en los nativos de altura.
CAPACIDAD MAXIMA DE ABSORCION TUBULAR DEL AGUA LIBRE
``Es nuevamente sorprendente la capacidad del riñón de altura de administrar el manejo de agua libre con la misma eficiencia con que lo hace en sujetos a nivel del mar`` Monge C. Fisiología Renal. En el Reto Fisiológico de vivir en los Andes
3. Función tubular:Manejo de electrolitos en la altura
López Pérez Luis Alberto
Electrolito
• Partícula con carga en solución (anión-catión)• Equilibrio medio intracelular-extracelular
(canales iónicos)• Actividad nerviosa y muscular• Buffer• Balance de electrolitos Homeostasis
SODIO (Na+)
• Determina el volumen del líquido extracelular y sanguíneo
• Na+ Volumen sanguíneo Presión arterial• Aldosterona- FNA(factor nautriurético arterial)• Riñón regula P.A.
Reabsorción de Na+•Se reabsorbe el 67% de Na+ filtrado junto con agua •El Na+ se reabsorbe junto con glucosa, aa, fosfatos
Túbulo contorneado
proximal
•Se reabsorbe 25% del Na+•Zona impermeable al agua
Rama ascendente gruesa del asa de
Henle
•Reabsorben aproximadamente 8% del Na+•Aldosterona
Túbulo contorneado distal y túbulo colector
Potasio (K+)
• Determina el potencial de membrana en reposo (nervio, músculo esquelético y cardiaco).
• 98% intracelular• Excreción urinaria de K+ = Ingesta de K+
(equilibrio externo del K+)• Equilibro interno del K+
Reabsorción de K+
•Se reabsorbe 67% del K+Túbulo
contorneado proximal
•20% de K+Rama ascendente gruesa del asa de
Henle
•Aldosterona•No siempre se reabsorbe K+, depende de requerimientos.
Túbulo contorneado distal y túbulos
colectores
Fosfato:
• Huesos 85%• Buffer-H+ urinario• Ácidos nucleicos• Moléculas energéticas ATP• Fosfato sin ligar a proteínas 90% Filtración Glom.
15%
Reabsorción de fosfato
• 70% se reabsorbe en el túbulo contorneado proximal
• 15% se reabsorbe en el túbulo recto proximal
Túbulo contorn
eado proximal
•PTH(paratohormona): inhibe la reabsorción de fosfato Fosfaturia•Tampón de H+ urinario
Calcio:
• 99% Huesos• 40% unido a proteínas• 10% unido a ácidos
orgánicos como citratos o fosfatos
• 50% ionizado (activa fisiol.)
1%
Reabsorción de calcio
•67% del calcio filtradoTúbulo
contorneado proximal
•25% del calcio filtradoRama ascendente gruesa del asa de
Henle
•8% del calcio filtradoTúbulo
contorneado distal
Reabsorción de Magnesio:
•30% de la filtración glomerular
Túbulo contorneado
proximal
•60% de la F.G.Rama ascendente del asa de Henle
•5% de la F.G.Túbulo
contorneado distal
Investigación realizada en el Departamento de Urología del Instituto Médico de Posgrado de la Universidad de
Punjab en Lahore (Pakistán)-1998
• Muestra: 12 adultos normales, sin enfermedades debilitantes y normotensos
• Rawalpindi (500 msnm), ciudad pakistaní.• Khunjrab (4700 msnm), ciudad pakistaní.
Se tomaron 4 muestras de orina de 24 horas:
• Primera muestra: en Rawalpindi (R1), antes de partir.
• Segunda muestra: en Khunjrab (K1), al llegar.• Tercera muestra: en Khunjrab (K2), al 4to día.• Cuarta muestra: en Rawalpindi (R2), al
retornar al punto de partida.
Rawalpindi: 500 msnmKhunjrab: 4700 msnm
Se midieron los siguientes parámetros:
• pH• Volúmen urinario• Excreción de electrolitos
Con respecto al volumen urinario se obtuvieron los siguientes resultados:
(Lugar: Media/ Desviación estándar, unidades)
• R1: 735 / 255.61 ml• K1: 473 / 136.67 ml• K2: 1538 / 168.95 ml• R2: 700.00 / 240.24 ml
Se obtuvieron los siguientes valores de pH
(Lugar: Media/ Desviación estándar)
• R1: 5.55 / 0.34• K1: 6.0 / 0.58• K2: 5.59 / 0.58• R2: 5.50 / 0.35
• Poca diuresis en altura, mala adaptación.• del pH, hiperventilación.• Conservación de potasio en altura• Caída inicial de Na+ y posterior natriuresis
junto con diuresis• Disminución en la excreción de calcio para
preservar la función nerviosa y muscular.• Proteinuria marcada con el ascenso y
posterior reducción.
4. Función tubular: Equilibrio ácido-base en la altura
• pH normal de 7.40• Existen diversos sistemas buffer• Hb, Proteínas, Fosfato, bicarbonato, amoniaco
Regulación renal del equilibro ácido-base
• Diariamentese excreta 4400 meq de H+ y 4320 meq de HCO3
• El H+ y el HCO3 se titulan y el HCO3 se reabsorbe• El 80 meq restante da las características ácidas a la
orina• El exceso de H+ se excreta mayormente por medio
de buffers, y una minoría de forma iónica (0.03meq)
Reabsorción de bicarbonato
Sistema buffer Fosfato
HCO3 “nuevo”
Sistema buffer amoniacoCapilar
Luz tubular
Sensible intensamente a la acidosis
En altura…
1) Nativo de Altura
2) Exposición aguda a hipoxia hipobárica
1) En nativo de altura:• Nueva condición de equilibrio ácido-base• PaCO2: disminuida (perdida de sensibilidad de los
quimiorreceptores)• Frecuencia respiratoria no está aumentada• mecanismos de regulación intactos (acidosis
inducida, HCO3 en sangre) • Hemoglobina y hematocrito• Mitocondrias
2) En hipoxia aguda hipobarométrica:• Persona de nivel del mar que asciende (mal de
montaña agudo)• Estimulación de quimiorreceptores
Hiperventilación• Alcalosis respiratoria (compensación: acidosis
metabólica) Reabsorción de HCO3
UNMSM-FISIOLOGIA HUMANAJackeline López vega
FUNCION RENAL
HIPOXIA
VAMOS AL SERUMS !!!
EXAMENES PARA EVALUAR LA FUNCION RENAL•NITROGENO UREICO•CREATININA EN SANGRE•DEPURACION DE CREATININA
CAMBIO HORMONAL
REGULACIÓN HORMONAL DEL RIÑÓN
ADH
ALDOSTERONA Y SRAA
PEPTIDO NATRIURETICO AURICULAR
ADH
Hormona producida por el hipotálamo y secretada por la hipófisis.Evita una perdida excesiva de agua en orina, volviéndola mas concentrada.
Aum
ento
de
la
osm
olar
idad
de
l pla
sma
Osmorreceptores(hipotálamo)
Plasma concentrado
Produce sensaciones de sed
Aumenta la cantidad de ADH liberada
Causas:La deshidratación debido a la mayor tasa de vapor de agua que se
pierde desde los pulmones
Función Renal y Cambios HormonalesNIVEL DEL MAR ALTURA
Un incremento de osmolaridad plasmática estimula osmorreceptores en hipotálamo (umbral osmótico=280 mOsmol/L), los cuales estimulan la liberación de ADH almacenada, con la continua absorción de agua a nivel de TC y TCD.
El ascenso a grandes alturas provoca un aumento del cortisol sérico, el cual retarda la liberación de ADH, lo que se resume en un aumento del umbral osmótico=290 mosmol/L(curva hacia la derecha) y un efecto indirecto sobre la función renal.
ADH
JCEM (1965); 25: 1481–1492
Función Renal y Cambios Hormonales
ANP Adosterona
La hipoxia puede reducir la secreción de aldosterona por inhibición directa de la secreción de las células adrenales de la glomerulosa. Endocrinology 1992 130: 88–92
AJP (1990); 258: 243-248
Función Renal y Cambios Hormonales
El presente estudio demostró claramente una supresión de la expresión génica renal de renina durante la hipoxia crónica (en contraste a la hipoxia aguda) en ratas, debido a las acciones inhibitorias de endotelinas sobre el sistema renina y presumiblemente también debido a una respuesta compensatoria al aumentar la presión sanguínea inducida por hipoxia.
Nephrol Dial Transplant (2000); 15:11-15
PEPTIDO NATRIURETICO AURICULARPEPTIDO NATRIURETICO AURICULAR
Función Renal y Cambios Hormonales
Una disminución en la tensión de oxígeno (hipoxia) resulta en aumento de la síntesis de péptidos natriuréticos.
ANP
Int J Physiol Pathophysiol Pharmacol (2011); 3(3): 191–201
Función Renal y Cambios Hormonales
Genes de péptidos natriuréticos tienen elementos de respuesta a hipoxia en la región promotora.
ANP es un potente diurético, natriurético y vasodilatador que se sintetiza y se libera principalmente de miocitos auriculares, pero también se encuentra en el tejido ventricular (BNP)
ANP
AJP (2009); 296 :257-264 Biochem. J. (2003); 370: 149-157
FUNCIÓN RENAL Y HORMONAS
FUNCIÓN RENAL Y HORMONAS• La noradrenalina, adrenalina y endotelial producen constricción de los vasos sanguíneos
renales y disminuye la TFG.
La angiotensina II constriñe las arteriolas eferentes, es una hormona que se forma en lo riñones y en la circulación general. Al haber un aumento en la formación de angiotensina II, aumenta también la PG al tiempo que disminuye el flujo sanguíneo renal. Las concentraciones elevadas de angiotensina II en una dieta con poco sodio o agotamiento de volumen ayudan a mantener la TFG y la excreción normal de los productos de desecho, como urea y creatinina; al mismo tiempo la constricción de las arteriolas eferentes inducirá a la reabsorción y agua, lo ayudará a restablecer el volumen sanguíneo y la presión arterial.
• Las prostaglandinas (PGE2 y PGI2) y la bradicina tienden a aumentar la TFG ya que estas hormonas producen vasodilatación y aumento del flujo sanguíneo renal. Pueden amortiguar los efectos vasoconstrictores renales de los nervios simpáticos o de la angiotensina II.
OXIGENACION EN LA ALTURA-CAMBIOS MORFOLÓGICOS DEL RIÑON
OXIGENACIÓN EN LA ALTURA
OXIGENACIÓN EN LA ALTURA
J Travel Med (2010); 17: 48–62
52 mmHg
80 mmHg
86 %
Contenido de O2 : 17 ml/100 ml
428 mmHg
Estos estudios demuestran que la sensibilidad de oxígeno de la vía androgénica es una propiedad única, constitutiva de 18-hidroxilasa, la enzima que cataliza la conversión de corticosterona a aldosterona.
Endocrinology (1992); 130: 88-92
Función Renal y Cambios Hormonales
Journal of Applied Physiology (2002); 92: 2097-2104
-A pesar de los signos de la estimulación simpática en general (aumento de la FC, PAM, el gasto cardíaco y la ventilación por minuto), el aumento de la actividad nerviosa simpática renal no era lo suficientemente poderoso como para inducir un incremento en los niveles de PRA y de sodio y / o la retención de agua durante la hipoxia.
-Aumento de la diuresis y natriuresis durante la hipoxia corresponde principalmente con una disminución de la angiotensina II y la concentración plasmática de aldosterona.
Función Renal y Cambios Hormonales
En el riñón adulto, HIF-2 α y la ARNm eritropoyetina se localizan sólo en fibroblastos intersticiales, lo que hace a este tipo de célula clave para la síntesis de eritropoyetina renal, regulado por HIF-2 α.
Kidney International (2010) 77, 312–318
EPO
Hematocrito
Cambios morfológicos del riñón en la altura
Bulletin of Experimental Biology and Medicine (1997); 124: 820-822
•Nativos:-Glomérulos más grandes en niños que nacen en altura (glomerulomegalia)-Cambios similares en niños con enfermedades cianóticas (hipoxemia)
•IRC:-Los cambios en el peso relativo de los riñones y en la actividad mitótica en la corteza y la médula se comparan en las ratas nefrectomizadas en el valle y en condiciones de gran altitud. La velocidad de los procesos de compensación es menor a mayor altitud que en el valle. A grandes altitudes, la hipertrofia renal y la actividad mitótica de las células renales están disminuidos.
Naeye R. Circ. Res. 1965;16;33-38
“El habitante de altura tendría menor riesgo de desarrollar enfermedad renal terminal a causa de su alto hematocrito”
Nephrol. Dial. Transplant. (2003) 18 (5): 899-905
CASO CLINICO
• EXPOSITOR: LOPEZ SALAS ANGEL.
CASO: FISIOLOGÍA Y FISIOPATOLOGÍA RENAL EN LA ALTURA
Mujer de 58 años planea un viaje a Morococha (4540 m) y consulta sobre
posibles riesgos por que tiene disminuida su función renal aproximadamente en un 50%, basada en estudios de filtración glomerular y biopsia renal. Su presión arterial está controlada con valsartán (Diovan), 320 mg diarios, y amlodipino (Norvasc), 2,5 mg diarios.
Hace un año, se le encontró que tenía un elevado BUN / creatinina. Todos los estudios para otras causas de la insuficiencia renal fueron negativos, y una biopsia realizada puso de manifiesto la esclerosis global de tres de seis glomérulos, intersticial, fibrosis y atrofia tubular, de leves a moderada, con la participación de 20% a 30% de la corteza. Arterias y arteriolas mostró leve a moderada fibrosis.
Estos hallazgos son compatibles con Insuficiencia renal hipertensiva.
• Determina el pronostico mediante un adecuado análisis anatomoclínico, que puede variar aun dentro de una misma enfermedad
• Evalúa la extensión de la lesión en los glomérulos, túbulos, intersticio y vasos.
• Permite adecuar el tratamiento con uno o mas fármacos según la magnitud de la lesión renal y la forma clínica.
BIOPSIA RENAL
BIOPSIA RENAL
VALSARTAN YAMILODIPINO
ARA II
ELEVADO BUN / CREATININA• Se presenta en ambos tipos de Insuficiencias
renales.• Urea:Pueden aparecer niveles de urea
elevados debidos a cambios en la dieta, a enfermedades que empeoren la función renal (en nuestro caso, la Hipertensión Arterial).
• Creatinina:La medición de la creatinina es la manera más simple de monitorizar la correcta función de los riñones.
Recordar: Valores altos por muchas causas, quiza la mas
imporante es la disfuncion renal.
1. FILTRACIÓN GLOMERULAR.
2. REABSORCIÓN TUBULAR.
3. SECRECIÓN TUBULAR.
PROCESOS DE FUNCIONAMIENTO RENAL
Extraído de clases de Dra. Elydia Mujica
La urea y la creatinina se filtran libremente en el
glomérulo
Extraído de clases de Dra. Elydia Mujica
TASA DE REABSORCIÓN POR LOS RIÑONES DE DIFERENTES SUSTANCIAS
Sustancia % de la carga filtrada que se reabsorbe
Glucosa Bicarbonato Sodio Cloro Potasio Urea Creatinina Agua
100.0 > 99.9 99.4 99.1 85.0 50.0 0.0 99.0
El riñón juega un papel fundamental dentro de la regulación de la presión arterial.
A más presión arterial, el riñón produce más orina. Existe una relación entre la presión arterial y la diuresis (eliminación de orina por parte del riñón).
Se pretende disminuir el nivel del líquido extracelular (diuréticos)
Mecanismo de regulación renal
El riñón cumple un papel muy importante dentro de la regulación de la presión arterial, cuando los niveles de presión arterial descienden.
El riñón es el órgano encargado de la filtración de la sangre para depurarla de sustancias tóxicas, además es productor de sustancias que ayudan a regular la producción de los glóbulos rojos, la eritropoyetina, y que intervienen en el mantenimiento de la presión arterial: la renina.
El riñón participa en los mecanismos reguladores de la presión arterial y en el mantenimiento del volumen sanguíneo, está implicado en el desarrollo de hipertensión cuando alguna de sus muchas funciones no se ejecuta de forma adecuada y es el órgano diana de la hipertensión, ya que es uno de los que más daño sufre cuando las cifras de presión se mantiene permanentemente elevadas.
Mecanismo de regulación renal en la presión arterial:
• Perdida de la función renal que ocasiona la retención de sustancias nitrogenadas, expresada por elevación de la urea y la creatinina plasmáticas.
• Las funciones del riñón, como la regulación del contenido y distribución del agua corporal y electrolitos, el equilibrio acido base, la presión arterial y la participación en la producción eritrocitaria también se alteran en la insuficiencia renal.
INSUFICIENCIA RENAL
• Disminución brusca, sostenida y potencialmente reversible de la función renal (filtración glomerular), lo que origina un incremento en sangre de urea y creatinina (azoemia)
INSUFICIENCIA RENALAGUDA
• Elevación de la urea y creatinina en meses (mas de 3 meses). Se debe a la perdida progresiva e irreversible de unidades nefronales. La perdida de glomérulos reduce el filtrado glomerular global, al tiempo que sobrecarga a los glomérulos residuales. La perdida de las nefronas correspondientes reduce la síntesis de vitamina D3, eritropoyetina y bicarbonato, y aumenta la fibrosis intersticial, reduciendo el tamaño de los riñones.
INSUFICIENCIA RENALCRONICA
• La pérdida de nefronas funcionales exige que las nefronas supervivientes excreten más agua y solutos.
• Al contrario que los electrolitos, muchos de los productos de desecho del metabolismo, como la urea y la creatinina, se acumulan casi en proporción con el número de nefronas que se han destruido.
NEFRONA EN LA IRC
La razón de esto es que sustancias como la creatinina y
la urea dependen en gran medida de la filtración
glomerular para su excreción.
INSUFICIENCIA RENAL CRONICA
• El tratamiento de la hipertensión arterial con antagonistas de enzima convertidora de Angiotensina y bloqueadores de los receptores de Angiotensina II retarda la progresión del daño renal por la mejora del flujo glomerular reduciendo la presión en los capilares glomerulares y por tanto la filtración de proteínas, además del efecto proliferativo de la Angiotensina.
Compensación:
-Aumenta FS y FG en nefronas restantes. -Hipertrofia en nefronas restantes.-Dilatación vascular.-Mantenimiento de excreción a expensas de disminuir reabsorción y aumentar la producción en plasma (creatinina).
IRC: Reducción del número de nefronas funcionales
Se define como el deterioro progresivo y persistente (más de tres meses) de la TFG, lo que lleva a una perdida de la función renal (depuración de creatinina), al Síndrome Urémico y a la muerte si no se suple la función renal.
IRC
Nefroesclerosis/ Glomeruloesclerosis
-Inflamación/fibrosis glomerular.-Proteinuria.-Creatinina sérica aumentada.-Isostenuria.
Hipertensión/Diabetes
+ Síndrome nefrótico(Glomerulonefritis crónica)
• La paciente debido a la insuficiencia renal que presenta, seria recomendable que no viajara a Morococha.
• Disminuirá mas su TFG, su FPRE (por lo tanto el nivel de urea y creatina en sangre aumentaría).
• Los mecanismos de compensación (como la liberación de EPO, estaría disminuido, por el dano renal)
CONCLUSION
GRACIAS !!!!