Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Facultad de Farmacia y Bioquímica
DEPURACIÓN RENAL, APLICACIÓN DE LA DEPURACIÓN RENAL EN LA CLÍNICA.
Integrantes:
Departamento de Fisiología
Facultad de Farmacia y Bioquímica
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
2015
Víctor Manuel Allende QuispeIrene Lirio Arando HilasacaGaby Fabiola Arizapana CastillónMaría Joaquina Antezana Flores
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Depuración renal, aplicación de la depuración renal en la clínica.
DEDICATORIA:
A Dios, por brindarnos la dicha de la salud y bienestar
físico y espiritual, a nuestros padres, como
agradecimiento a su esfuerzo, amor y apoyo
incondicional, durante nuestra formación tanto personal
como profesional, a nuestros docentes, por brindarnos su
guía y sabiduría en el desarrollo de este trabajo.
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Depuración renal, aplicación de la depuración renal en la clínica.
"Hay una fuerza motriz más grande que el vapor, la electricidad y la energía
atómica: la voluntad"
Albert Einstein.
RESUMEN…………………………………………………………………………………5
INTRODUCCIÓN................................................................................................................8
1 DEPURACIÓN RENAL...................................................................................................9
1.1 Concepto..........................................................................................................................9
1.2 Fórmula matemática.......................................................................................................9
2 MEDIDA DE LA TASA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR...................................11
2.1 Tasa de filtración glomerular..................................................................................11
2.2 Medida de la tasa de filtración glomerular............................................................12
2.3 Duración de la inulina..............................................................................................13
2.4 Depuración de la creatinina....................................................................................14
3. MEDIDA DEL FLUJO PLASMATICO RENAL........................................................15
3.1 Flujo plasmático renal.................................................................................................15
3.2 Principio De Fick..........................................................................................................16
3.3 Flujo Plasmático Renal Efectivo.................................................................................17
Flujo sanguíneo renal......................................................................................................18Flujo sanguíneo renal efectivo........................................................................................19Flujo de sangre renal total (FSRT)................................................................................19
4 REABSORCIÓN Y SECRECIÓN TUBULAR............................................................20
4.1 Reabsorción y secreción celular...................................................................................20
4.2 La Reabsorción Tubular Comprende Mecanismos Pasivos Y Activos....................22
4.3 Transporte Activo.........................................................................................................23
4.4 La reabsorción neta de los iones sodio desde la luz tubular hacia la sangre supone
al menos tres pasos:.............................................................................................................24
4.5 Reabsorción activa secundaria a través de la membrana tubular...........................25
4.6 Secreción activa secundaria hacia los túbulos............................................................26
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..............................................................................27
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RESUMEN
La idea de aclaramiento plasmático surge de forma natural a partir de una
concepción de la función del riñón que no es del todo correcta.
En efecto si pensamos que la función renal es la eliminación en la orina de
sustancias que están en el plasma es lógico preguntarse cuanto plasma
queda limpio de alguna de estas sustancias en la unidad de tiempo.
Este plasma que queda limpio en la unidad de tiempo es el aclaramiento
plasmático y puesto que quedaría limpio de una determinada sustancia se
comprende que el aclaramiento plasmático siempre venga referido a una
determinada sustancia por eso se habla del "aclaramiento plasmático de glucosa"
o del "aclaramiento plasmático de inulina", etc.
Una vez definido el aclaramiento es esencial olvidar el concepto incorrecto de que
la función del riñón es eliminar substancias ya que su función es realmente actuar
como un sistema de control del pH, volumen y concentración de los líquidos
corporales contribuyendo de esta manera de forma esencial a la homeostasis.
El cálculo U.V/P puede realizarse para cualquier soluto y es denominado
aclaramiento plasmático renal o simplemente aclaramiento (medido por unidades
de volumen por unidad de tiempo). Proporciona información acerca del manejo
renal de una determinada sustancia. Podría definirse como el volumen de plasma
que es aclarado o "limpiado" de una sustancia en la unidad de tiempo.
En el caso de la inulina el valor de su aclaramiento proporciona la GFR. Si una
sustancia que es filtrada tiene un aclaramiento inferior al de la inulina, debe ser
una sustancia reabsorbida a nivel tubular. Por ejemplo, la glucosa, una sustancia
que es libremente filtrable, pero que es reabsorbida íntegramente en los capilares
peri tubulares presenta un aclaramiento de 0.
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Si el aclaramiento de una sustancia es superior al de la inulina, supone que ha de
haber una secreción neta desde las células tubulares al líquido tubular.
Esta comparación puede calcularse mediante la fracción de aclaramiento, esto es
aclaramiento de una sustancia X (Cx) / aclaramiento de inulina (Ci).
Los riñones son órganos que poseen una gran perfusión; cada minuto reciben
1250mL de sangre o 687 de plasma. Esta cifra representa una cuarta parte del
gasto cardiaco (fracción renal). De todo ese flujo plasmático, la fracción que se
filtra (fracción de filtración) es aproximadamente un quinto.
El flujo plasmático renal puede ser evaluado por medio de la depuración del acido
para-amino hipúrico, debido a que toda la masa de esta sustancia que ingresa en
los riñones por la arteria renal es excretada en la orina.
Normalmente, la mayor caída de presión hidrostática dentro de los vasos renales
ocurre en las arteriolas aferente y eferente. Sin embargo, la resistencia de estas
dos arteriolas puede ser regulada por la inervación simpática renal y una serie de
sustancias vaso activas entre las que se encuentran: la angiotensina II, el óxido
nítrico, la endotelina, las prostaglandinas, la dopamina y la adenosina. Una
modificación de la resistencia en estas arteriolas produce cambios en la PHG. El
FSR, la TFG y la FF.
Los riñones presentan una importante autorregulación del flujo sanguíneo ante
modificaciones de la presión de perfusión, siempre y cuando estas se presenten
en el rango entre 80 y 180 mmHg. Son dos mecanismos los responsables de la
autorregulación renal: el mecanismo miogénico y la retroalimentación
tubuloglomerular.
La orina definitiva que llega a la pelvis renal se consigue tras la modificación del
filtrado mediante los procesos de reabsorción y secreción tubular.
Casi el 99% del filtrado es reabsorbido en los túbulos renales. La reabsorción es
un proceso selectivo. Mediante la reabsorción se recuperan para el organismo
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sustancias necesarias, como glucosa y aminoácidos, mientras que desechos,
excesos de iones y otras sustancias, permanecen en el filtrado y son excretados
con la orina.
El transporte de sustancias entre el filtrado, en la luz de los túbulos renales, y el
espacio intersticial, para acceder a los capilares sanguíneos, necesariamente
debe realizarse a través del epitelio del túbulo renal.
Las sustancias transportadas pueden seguir la vía para celular, a través de las
uniones estrechas entre las células epiteliales, o la vía transcelular.
Las células del epitelio simple que forman el nefrón están adaptadas para la
absorción. Poseen ribete en cepillo en su superficie apical e invaginaciones en la
superficie basal; ambas diferenciaciones contribuyen a aumentar el área
superficial de la membrana. Además contienen abundantes mitocondrias,
necesarias para proveer la energía consumida en los transporte activos.
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INTRODUCCIÓN
Una de las principales funciones de los riñones es la depuración renal, en el
presente informe se describirá el concepto y la fórmula utilizada para su cálculo;
posteriormente ahondaremos la importancia fisiológica.
Los aclaramientos que se utilizan para medir los parámetros de la inulina, de la
creatinina o el ácido p-amino hipúrico, serán tratados con mayor profundidad para
comprender la razón por la cual son analizados.
La relación entre la depuración de una sustancia cualquiera, que sufre filtración
libre, y la de la inulina o de la creatinina, nos servirá para conocer el tipo de
manejo tubular que sufre; es decir, si predomina su reabsorción o su secreción.
De la totalidad de la masa filtrada, la fracción que se excreta en la orina se conoce
como fracción excretada (FE).
Si deseamos obtener mayor conocimientos debemos tratar de responder las
siguientes preguntas: ¿Qué tipo de manejo tubular recibe una sustancia cuyo
“Clearance” es mayor que el de la inulina? ¿Por qué la depuración de la inulina es
diferente de la del ácido p-amino hipúrico si ambas sustancias son filtradas
libremente en los glomérulos?
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1 DEPURACIÓN RENAL
1.1 Concepto
La depuración renal o aclaramiento renal de una sustancia es el volumen virtual de
plasma que es limpiado totalmente de esa sustancia , por el riñón , en
determinado tiempo ;por consiguiente, su expresión siempre será volumen de
plasma /tiempo.
1.2 Fórmula matemática
Es utilizada para calcular cualquier depuración renal, a excepción de la depuración
de agua libre, es la siguiente:
DX=(U X∗V O)
PX
Dónde:
DX: Depuración de una sustancia “X” (vol. /tiempo)
U X : Concentración de “X” en orina
V O : Flujo urinario (vol. /tiempo)
PX : Concentración de “x” en plasma
Analicemos que el numerador de la formula corresponde a la masa excretada de
“x”; en otras palabras, para calcular una depuración se divide la masa excretada
entre la concentración plasmática “x”. Las unidades de la depuración, más
utilizada es mililitros/minutos.
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Para una mejor comprensión de este concepto, veamos un ejemplo: suponemos
que una sustancia “x” tiene una concentración urinaria de 100 mg/ml y que el flujo
urinario es de 1 ml/min, esto significa que la masa excretada de “x” es:
M E X=U X∗V o
→100mg /mL x1mL /min
→100mg /min
Tenemos que “x” posee una concentración plasmática igual a 1 mg/ml, entonces la
DXsería:
DX=M EX /PX
→100mg /min
1mg /mL
→100mL/min
En otras palabras 100mL de plasma fueron completamente limpiados o de “x”, por
los riñones cada minuto.
Observe que la definición habla de un volumen virtual de plasma eso se debe a
que no es un volumen real, más bien es un volumen “idealizado”, pues recuerde
que la sangre que sale por las venas renales contiene, en mayor o menor medida
aquellas sustancias que también fueron eliminadas en la orina .
El concepto de la depuración es importante porque puede ser utilizado para medir
la tasa de filtración glomerular y el flujo renal , así como para determinar si una
sustancia es netamente reabsorbida o secretada por los túbulos .En este sentido ,
cabe aclarar que el ácido p-amino hipúrico (PAH) es una de las pocas sustancias
que sufren una remoción casi total (90%) durante un paso único por los
riñones ;de ahí su utilidad en la medición del flujo plasmático renal (FPR).En
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cambio la inulina solo es removida en una quinta parte , pero debido a que toda la
masa filtrada aparece en la orina , nos sirve para medir la tasa de filtración .
2 MEDIDA DE LA TASA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR
2.1 Tasa de filtración glomerular
La tasa de filtración glomerular (GFR: glomerular filtration rate) es el flujo neto de
ultrafiltrado que pasa a través de la membrana en la unidad de tiempo.
GFR = Área · Kf (coeficiente de filtración). Presión eficaz de filtración.
Presión eficaz de filtración (PFG) = Presiones a favor de la filtración – Presiones
en contra.
• Presiones a favor = Presión arterial (Presión hidrostática capilar) + Presión
coloidosmótica en el espacio de Bowman.
• Presiones en contra = Presión hidrostática en el espacio de Bowman +
Presión coloidosmótica capilar.
Presión hidrostática capilar o presión arterial: 60 mm Hg (~constante).
Presión hidrostática en la cápsula de Bowman: 15 mm. Hg.
Presión coloidosmótica capilar extremo aferente: 28 mm. Hg.
Presión coloidosmótica capilar extremo eferente: 40 mm. Hg.
Presión coloidosmótica en el espacio de Bowman: 0 mm. Hg.
Realizado el sumatorio, en el extremo aferente del capilar glomerular, la presión
eficaz o neta de filtración es de 17 mm Hg. y en el extremo eferente de 5 mm Hg.
Lo que supone que en esta red capilar el único movimiento de agua y solutos
es hacia fuera del capilar.
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2.2 Medida de la tasa de filtración glomerular
Considerando un soluto que presente las siguientes características:
Libremente filtrable a nivel glomerular.
Ni reabsorbible, ni secretable.
No metabolizable.
Sin toxicidad.
Fácilmente medible en orina y plasma.
Y conociendo:
Su concentración plasmática [P].
Su concentración urinaria [U] (medidas ambas en las mismas unidades).
El flujo urinario o volumen de orina por minuto V.
La cantidad de dicho soluto en orina por minuto (U · V) debe ser la misma que
entra al espacio de Bowman por minuto procedente del plasma (o lo que es lo
mismo la cantidad filtrada por minuto a través del glomérulo).
Ya que el soluto es libremente filtrable:
La concentración en el espacio de Bowman = concentración en plasma (P), y por
tanto,
La cantidad filtrada por minuto en el glomérulo será GFR · P
Y consecuentemente:
U · V = GFR · P
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Despejando GFR,
GFR = (U · V) / P
Clásicamente se usa la inulina (un polisacárido de fructosa, Pm = 5.000);
clínicamente se utiliza la creatinina un producto metabólico de desecho del propio
organismo.
Un valor medio de la GFR en adultos es de 125 ml/min ó 180 l/día, es decir unas
50 veces el volumen plasmático corporal. Si se referencia a una única nefrona la
GFR es de 60 nl/min o 90 microl/día.
2.3 Duración de la inulina
La inulina se filtra libremente a nivel glomerular y ni se reabsorbe ni se segrega
por lo tanto se excreta tanta como se filtra.
Así puesto que la inulina no se reabsorbe ni se segrega la ecuación
Excretada=Filtrada−Reabsorbida+Segregada
Se simplifica a:
Excretada=Filtrada
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TFG ↔Aclaramiento de INULINA (ml /min)= Uin(mg /ml) xV (ml/min)
Pin (mg /ml)
FG = volumen del plasma filtrado por minuto.
Uin = concentración urinaria de inulina. V = volumen urinario por minuto. Pin = concentración plasmática de inulina.
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El aclaramiento de inulina es por esto la manera de medir el filtrado glomerular
aunque, como es un método lento, se prefiere medir el filtrado por otros
procedimientos como el aclaramiento de creatinina.
2.4 Depuración de la creatinina
La creatinina se filtra en el glomérulo y además es secretada a la luz tubular, sin
embargo la proporción de creatinina secretada no representa más del 15% de la
cantidad filtrada por lo que el aclaramiento de creatinina es una aproximación
razonable al filtrado glomerular ya que se comporta aproximadamente igual que
las sustancias que solo se filtran como la inulina. Además el método colorimétrico
de medida de la creatinina plasmática proporciona un resultado aproximado dado
que no distingue entre creatinina y otras sustancias cromógenas presentes en el
plasma. En conclusión el aclaramiento de creatinina resulta más próximo al FG de
lo esperable puesto que si la creatinina excretada es algo mayor que la filtrada
debido a la secreción, la concentración plasmática de creatinina que se mide es
mayor de lo real debido a coloración cruzada y el resultado final es que el
aclaramiento de creatinina es una medida válida para estimar el filtrado
glomerular.
Donde la creatinina excretada se mide en la orina de 24 horas (se debe controlar
que la recolección de orina en el día se realice correctamente) y sólo se requiere
una muestra de sangre para determinar la creatinina plasmática.
Existen fórmulas para obtener el valor del aclaramiento de creatinina que le
corresponde a su sujeto normal en función de su género, edad y constitución lo
que permite comparar los valores reales medidos en una persona con los que
debería de tener en condiciones fisiológicas. Para los adultos se utiliza la de Gault
y Cokroft que es:
Ccr ml/min = 1,00* [(140-edad años) * peso kg] / (7,2*Pcr mg/l ) en hombres
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Ccr ml/min = 0,85 * [(140-edad años) * peso kg] / (7,2*Pcr mg/l ) en mujeres
Cuando se expresa la concentración de creatinina en µmol/l se utilizan las
relaciones:
Ccr ml/min = 1,25* [(140-edad años) * peso kg] / Pcr µmol/l en hombres
Ccr ml/min = 1,05 * [(140-edad años) * peso kg] /Pcr µmol/l en mujeres
Las condiciones para la validez de las fórmulas son:
Edad: entre 18 y 110 años
Peso entre 35 y 120 kg
P creatinina entre 6 y 70 mg/l
O mediante la depuración de la depuración de la creatinina:
3. MEDIDA DEL FLUJO PLASMATICO RENAL
3.1 Flujo plasmático renal
Anteriormente se estudió que los aclaramientos de inulina y creatinina sirven para
medir la Tasa de Filtración Glomerular (TFG), pues el requisito para medir este
parámetro es que toda la masa filtrada aparezca en la orina. La medición del Flujo
Plasmático Renal (FPR) también se realiza por medio de un aclaramiento, pero,
en este caso, el requisito debe ser que toda la masa de la sustancia que ingresa
por la arteria renal aparezca en la orina.
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TFG ↔Aclaramiento decreatinina(ml/min)= UCr (mg /dl)x V (ml /min)
PCr(mg /ml)
FG = volumen del plasma filtrado por minuto. Ucr = concentración urinaria de creatinina. V = volumen urinario por minuto. PCr = concentración plasmática de creatinina.
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El flujo sanguíneo renal está distribuido de forma tal que solo el 90% circula por
los glomérulos, mientras que el 10% restante se dirige a la capsula renal y grasa
perirrenal.
Se entiende que solo el 90% del flujo plasmático renal puede ser procesado por
nefronas. Este se denomina flujo plasmático renal efectivo (FPRe). Para medirlo
mediante la técnica de depuración, se debe contar con una sustancia que en un
solo paso por el riñón sea completamente extraída de esta fracción del plasma.
El flujo plasmático renal es la depuración de una sustancia que resulte extraída
por completo de la sangre durante su paso a traves de los riñones. Se puede
definir como la cantidad de plasma sanguíneo que llega a atravesar los riñones en
un minuto.
Fórmula para poder hallar el flujo plasmático renal (FPR):
3.2 Principio De Fick
«La cantidad de sustancia que entra en un órgano es igual a la cantidad de
sustancia que sale del mismo».
Se puede resumir el principio de Fick en estas afirmaciones:
Cantidad de PAH que entra al riñón = Cantidad de PAH que sale del riñón
Cantidad del PAH que entra al riñón= [𝐴𝑅]_(𝑃𝐴𝐻 )×𝐹𝑃𝑅 Cantidad de PAH que sale del riñón = [𝑉𝑅]_𝑃𝐴𝐻 ×𝐹𝑃𝑅+
[𝑂]_𝑃𝐴𝐻×𝑉 ̇
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A partir de este enunciado del principio de Fick, obtenemos la fórmula para el
FPR:
3.3 Flujo Plasmático Renal Efectivo
Cantidad de plasma que afluye a las partes del riñón que participan en la
producción de orina. Es el volumen de plasma perfundido por los túbulos renales
por unidad de tiempo, que normalmente se mide con el aclaramiento del ácido p-
aminohipúrico. Debe distinguirse del flujo plasmático renal, que es
aproximadamente un 10 por ciento mayor que el flujo plasmático renal efectivo.
Ejemplo:
Valores normales en un individuo sano, joven y de sexo masculino:
[O ]PAH = 61 mg/ml
V̇ = 1 ml/min
[AR ]PAH=10 mg/dl
Reemplazando en la fórmula:
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FPRE=[O ]PAH×V̇
[AR ]PAH
FPRE=61mg /mL×1mL/min10mg /dL
FPRE = 610 ml/min
Valores normales para el FPRE:
En hombres adultos: 675 +/- 150 ml/min
En mujeres adultas: 595 +/- 125 ml/min
Otros marcadores:
131i – OIH
Es un radiotrazador que presenta un comportamiento similar al del PAH.
Llamado 131i – orto – yodo – hipurato (131i – OIH), que se depura casi por
completo a nivel de los túbulos renales.
Aparte de ser usado para la medición del FPRE, también se ha usado para la
obtención de las curvas de los renogramas.
99mtc – mag – 3
También se secreta por el túbulo, aunque su depuración es menor que el del
anterior; sin embargo, la alta correlación que muestra con él para distintos niveles
de función renal explica que se haya incorporado a la rutina para la medición del
FPRE y para la obtención simultanea de los renogramas y de las gammagrafías
correspondientes.
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Flujo sanguíneo renal
Es el flujo sanguíneo que se dirige a los dos riñones, es aproximadamente 1 200
ml por minuto, la corteza renal es la zona que recibe mayor flujo sanguíneo, unas
5 veces más que la zona externa de la médula y hasta 20 veces más que la zona
interna.
Esto significa que en 24 horas circulan unos 1600 ml de sangre por los riñones.
Representa un 22% del gasto cardiaco total.
Flujo sanguíneo renal efectivo
FSRE =
Dónde:
FSRE : flujo sanguíneo renal efectivo
FPRE : flujo plasmatico renal efectivo
HCT : nivel de hematocrito
Ejemplo
Concentración de aminohipurato en orina: 8.0 mg/ml. Concentración de
aminohipurato en plasma arterial: 0.02 mg/ml. Volumen de orina excretado = 1.5
ml/min, nivel de hematocrito 45,6%
Se calcula primeramente el FPRE
FPRE = = 600
Luego se obtiene el FSRE
FSRE = = 1102 .94 ml
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FPRE1 - Hct
1 .5 x 8 . 00 .02
6001 - 0 . 456
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Flujo de sangre renal total (FSRT)
FSRT =
Donde
FSRT: flujo sanguíneo renal total
FPRE: flujo plasmático renal total
HCT: nivel de hematocrito
4 REABSORCIÓN Y SECRECIÓN TUBULAR
4.1 Reabsorción y secreción celular
A medida que el filtrado glomerular pasa por los túbulos renales, fluye de forma
secuencial a través de sus diferentes partes (el túbulo proximal, el asa de Henle, el
túbulo distal, el túbulo colector y, finalmente, el conducto colector) antes de
eliminarse por la orina. A lo largo de este recorrido, algunas sustancias se
reabsorben selectivamente en los túbulos volviendo a la sangre, mientras que
otras se secretan desde la sangre a la luz tubular. Finalmente, la orina ya formada
y todas las sustancias que contiene representan la suma de los tres procesos
básicos que se producen en el riñón (la filtración glomerular, la reabsorción tubular
y la secreción tubular):
Para muchas sustancias, la reabsorción tubular desempeña un papel mucho más
importante que la secreción en lo que se refiere a su excreción final por la orina.
Depuración renal, aplicación de la depuración renal en la clínica.
Excreción urinaria = Filtración glomerular - Reabsorción tubular + Secreción tubular
FPRT1- Hct
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Pero la secreción tubular es responsable de las cantidades significativas de iones
potasio e hidrógeno y de algunas otras sustancias que aparecen en la orina.
La reabsorción tubular es cuantitativamente importante y altamente selectiva
La intensidad con la que cada una de estas sustancias se filtra se calcula así:
Cuando se hace este cálculo, se supone que la sustancia se filtra libremente y que
no está unida a las proteínas de plasma. Por ejemplo, si la concentración de
glucosa en el plasma es de lg/1, la cantidad de glucosa que se filtra cada día es de
unos 1801/día x lg/1, o sea, 180g/día. Como normalmente no se excreta
prácticamente nada de glucosa a la orina, la reabsorción de la glucosa es también
de 180g/día.
Primero, los procesos de la filtración glomerular y de la reabsorción tubular son
cuantitativamente muy intensos en comparación con la excreción urinaria de
muchas sustancias. Esto significa que en un pequeño cambio en la filtración
glomerular o en la reabsorción tubular podría causar un cambio relativamente
importante en la excreción urinaria.
Por ejemplo, si la reabsorción tubular disminuyera un 10%, de 178,51/día a
160,71/día, el volumen de orina aumentaría de 1,5 a 19,31/día (casi 13 veces
más) si el filtrado glomerular (FG) permaneciera constante. Pero en realidad, los
cambios en la reabsorción tubular y en la filtración glomerular están muy bien
coordinados, de modo que no se producen fluctuaciones importantes en la
excreción urinaria.
Segundo, a diferencia de la filtración glomerular, que carece relativamente de
selectividad (prácticamente todos los solutos del plasma se filtran salvo las
proteínas del plasma o las sustancias unidas a ellas), la reabsorción tubular es
Depuración renal, aplicación de la depuración renal en la clínica.
Filtración = Filtrado glomerular x Concentración plasmática
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muy selectiva. Algunas sustancias, como la glucosa y los aminoácidos, se
reabsorben del todo en los túbulos, por lo que su excreción urinaria es
prácticamente nula. Muchos de los iones del plasma, como el sodio, el cloro y el
bicarbonato, también se reabsorben mucho, pero su reabsorción y excreción
urinarias varían mucho dependiendo de las necesidades del organismo. En
cambio, los productos de desecho, como la urea y la creatinina, se reabsorben mal
en los túbulos y se excretan en cantidades relativamente grandes.
Por tanto, al controlar la intensidad de reabsorción de diversas sustancias, los
riñones regulan la excreción de los solutos de forma independiente entre sí, una
facultad que es esencial para el control preciso de la composición de los líquidos
corporales. En este capítulo comentaremos los mecanismos que permiten a los
riñones reabsorber o secretar selectivamente distintas sustancias con una
intensidad variable.
4.2 La Reabsorción Tubular Comprende Mecanismos Pasivos Y Activos
Para que una sustancia se reabsorba, primero debe ser transportada: 1) a través
de las membranas del epitelio tubular hasta el líquido intersticial renal y luego 2) a
través de la membrana capilar peritubular hasta la sangre.
Por tanto, la reabsorción de agua y de solutos comprende una serie de pasos de
transporte. La reabsorción a través del epitelio tubular hacia el líquido intersticial
se efectúa mediante un transporte activo y pasivo y por los mismos mecanismos
básicos expuestos en el capítulo 4 para el transporte a través de otras membranas
del cuerpo. Por ejemplo, el agua y los solutos pueden ser transportados bien a
través de las propias membranas celulares (vía transcelular) o a través de los
espacios que existen entre las uniones celulares (vía paracelular). Luego, una vez
producida la reabsorción a través de las células epiteliales tubulares hasta el
líquido intersticial, el agua y los solutos son transportados a través de las paredes
de los capitales peritubulares para pasar a la sangre por ultrafiltración (mayor
Depuración renal, aplicación de la depuración renal en la clínica.
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parte del flujo), que está mediado por fuerzas hidrostáticas y coloidosmóticas. Los
capilares peritubulares se comportan de forma muy parecida a las terminaciones
venosas de la mayoría de los demás capilares porque existe una fuerza de
reabsorción neta que mueve el líquido y los solutos desde el intersticio a la sangre.
4.3 Transporte Activo
El transporte activo puede mover un soluto en contra de un gradiente
electroquímico y para ello precisa energía del metabolismo. El transporte que está
acoplado directamente a una fuente de energía, como la hidrólisis del trifosfato de
adenosina (ATP), se llama transporte activo primario. Un buen ejemplo de esto es
la bomba ATPasa sodio-potasio que funciona en la mayoría de los tramos del
tùbulo renal. El transporte que está acoplado indirectamente a una fuente de
energía, como el debido a un gradiente de iones, se conoce como transporte
activo secundario. La reabsorción de glucosa por el tùbulo renal es un ejemplo de
transporte activo secundario. Aunque los solutos pueden reabsorberse en el tùbulo
por mecanismos activos y pasivos, el agua siempre se reabsorbe por un
mecanismo físico pasivo (no activo) llamado osmosis, que significa difusión de
agua desde una zona de baja concentración de solutos (alta concentración de
agua) a otra de concentración alta de solutos (baja concentración de agua).
Los solutos pueden transportarse a través de las células epiteliales o entre las
células. Las células tubulares renales, al igual que otras células epiteliales, se
mantienen juntas por medio de uniones estrechas. Los espacios intercelulares
laterales están situados por detrás de estas uniones estrechas y separan las
células epiteliales del tùbulo.
Los solutos pueden reabsorberse o secretarse a través de las células por vía
transcelular o entre las células moviéndose a través de las uniones estrechas y los
espacios intercelulares siguiendo la vía paracelular. El sodio es una sustancia que
se desplaza por las dos vías, aunque la mayor parte lo hace a través de la vía
transcelular. En algunos segmentos de la nefrona, especialmente en el tùbulo
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proximal, el agua se reabsorbe también a través de la vía paracelular, y las
sustancias disueltas en el agua, sobre todo los iones potasio, magnesio y cloro, se
transportan junto al líquido que se reabsorbe entre las células.
El transporte activo primario a través de la membrana tubular está acoplado a la
hidrólisis del ATP.
La importancia especial del trasporte activo primario es que puede mover los
solutos en contra de un gradiente electroquímico. La energía necesaria para este
transporte activo procede de la hidrólisis del ATP que realiza la ATPasa unida a la
membrana; la ATPasa es también un componente del mecanismo de transporte
que liga y mueve solutos a través de las membranas celulares. Los
transportadores activos primarios en los riñones que conocemos son la
ATPasasodiopotasio, laATPasa hidrógeno, la ATPasa hidrógeno-potasio y
laATPasa calcio.
Un buen ejemplo de un sistema de transporte activo primario es la reabsorción de
iones sodio a través de la membrana tubular proximal, como se indica en la figura
27-2. En las superficies basolaterales de la célula epitelial tubular, la membrana
celular tiene un amplio sistema de ATPasasodiopotasio que hidroliza al ATP y
utiliza la energía liberada para transportar los iones sodio desde el interior de la
célula hasta el intersticio.
4.4 La reabsorción neta de los iones sodio desde la luz tubular hacia la
sangre supone al menos tres pasos:
El sodio se difunde a través de la membrana luminal (también llamada
membrana apical) al interior de la célula siguiendo un gradiente
electroquímico creado por la bombaATPasa sodio-potasio.
El sodio es transportado a través de la membrana basolateral contra un
gradiente electroquímico por la acción de la bomba ATPasa sodio-potasio.
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El sodio, el agua y otras sustancias se reabsorben del líquido intersticial
hacia los capilares peritubulares por ultrafiltración, un proceso pasivo
gobernado por gradientes de presión hidrostática y coloidosmótica.
4.5 Reabsorción activa secundaria a través de la membrana tubular
En el transporte activo secundario, dos o más sustancias se ponen en contacto
con una determinada proteína de la membrana (una molécula transportadora) y
ambas atraviesan juntas la membrana. Cuando una sustancia (p. ej., el sodio)
difunde a favor de su gradiente electroquímico, la energía liberada se utiliza para
que otra sustancia (p. ej., la glucosa) pase en contra de su gradiente
electroquímico.
De este modo, el transporte activo secundario no precisa energía que proceda
directamente del ATP o de otras fuentes de fosfatos de alta energía. Por el
contrario, la fuente directa de energía es la liberada por la difusión facilitada
simultánea de otra sustancia transportada a favor de su propio gradiente
electroquímico.
Estos mecanismos de transporte son tan eficientes que eliminan prácticamente
toda la glucosa y los aminoácidos de la luz tubular. Una vez dentro de la célula, la
glucosa y los aminoácidos salen a través de las membranas basolaterales por
difusión facilitada, gobernada por las elevadas concentraciones de glucosa y
aminoácidos en la célula facilitados por proteínas transportadoras específicas.
Los cotransportadores de glucosa y sodio (SGLT2 y SGLT1) están situados en el
borde en cepillo de las células tubulares proximales y llevan glucosa al citoplasma
celular en contra de un gradiente de concentración, como se ha descrito antes.
Aproximadamente el 90% de la glucosa filtrada es reabsorbido por SGLT2 en la
primera parte del túbulo proximal (segmento SI) y el 10% residual es transportado
por SGLT1 en los segmentos posteriores del túbulo proximal. En el lado
basolateral de la membrana, la glucosa se difunde fuera de la célula a los
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espacios intersticiales con la ayuda de transportadores de glucosa: GLUT2, en el
segmento SI y GLUT1 en la última parte (segmento S3) del túbulo proximal.
4.6 Secreción activa secundaria hacia los túbulos
Algunas sustancias se secretan en los túbulos mediante un transporte activo
secundario. Esto supone a menudo un contratmnsporte de la sustancia junto a
iones sodio. En el contratransporte, la energía liberada por el desplazamiento a
favor de la corriente de una de las sustancias (p. ej., los iones sodio) permite el
paso a contracorriente de una segunda sustancia en dirección opuesta.
Un ejemplo de contratransporte, que se muestra en la figura 27-3, es la secreción
activa de iones hidrógeno acoplada a la reabsorción de sodio en la membrana
luminal del túbulo proximal. En este caso, la entrada del sodio en la célula se
combina con la expulsión de hidrógeno de la célula gracias al contratransporte
sodio-hidrógeno.
Este transporte está mediado por una proteína específica (intercambiador de
sodio-hidrógeno) que se encuentra en el borde en cepillo de la membrana luminal.
Conforme el sodio es transportado al interior de la célula, los iones hidrógeno son
obligados a salir en dirección contraria hacia la luz tubular. En el capítulo 4 se dan
más detalles sobre los principios básicos del transporte activo primario y
secundario.
Pinocitosis: un mecanismo de transporte activo para reabsorber proteínas.
Algunas partes del túbulo, especialmente del túbulo proximal, reabsorben
moléculas grandes, como las proteínas, por pinocitosis. En este proceso, la
proteína se une al borde en cepillo de la membrana luminal y, seguidamente, esta
porción de la membrana se invagina hacia el interior de la célula hasta que forma
una vesícula que contiene la proteína. Una vez dentro de la célula, la proteína se
digiere en sus aminoácidos, que se reabsorben a través de la membrana
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basolateral hacia el líquido intersticial. Como la pinocitosis necesita energía, se
considera una forma de transporte activo.
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