Post on 08-Jul-2015
Universidad Privada Antenor OrregoFACULTAD DE MEDICINA HUMANA
FISIOLOGÍA RENALFISIOLOGÍA RENALFormación de la orina en los riñones: I. Filtración
glomerular y riego sanguíneo
Dr. Edgar Fermín Yan QuirozDr. Edgar Fermín Yan Quiroz
Trujillo 2007Trujillo 2007
Dr. Edgar Yan Quiroz
• Regulación de Homeostasis: Volume LEC, osmolaridad, balance iónico & pH.
• Excreción: Desechos metabólicos & moléculas extrañas
• Producción y regulación de hormonas & enzimas
Rol fisiológico de los riñones
Dr. Edgar Yan Quiroz
Sistema excretor: Anatomía
• Riñones
• Corteza
• Médula
• Pelvis
• Nefronas
• Uréteres
• Vejiga
• Uretra
Dr. Edgar Yan Quiroz
Corteza
Médula
Hilio
Seno renal
Parénquima
Corteza
Médula
Cápsularenal
Cálizmenor
Columnarenal
Pirámiderenal
Papilarenal
Pelvisrenal
Uréter
Sistema excretor: Anatomía renal
Dr. Edgar Yan Quiroz
Cápsula renal
Nefrona
Túbulo colector
Cáliz menor
Papila renal
Médula renal
Corteza renal
Sistema excretor: Anatomía renal (lóbulo)
Dr. Edgar Yan Quiroz
La nefrona: Unidad funcional renal
• Aproximadamente 2 millones
• Función depende del tipo de epitelio en cada segmento
Dr. Edgar Yan Quiroz
(b) Micrografía mostrando un pie de un podocito alrededor de un capilar glomerular
(a) Micrografía mostrando el pie de un podocito alrededor de un capilar glomerular
Glomérulo & Cápsula de Bowman: Filtración de la sangre
• Filtración de la sangre a través de la membrana glomerular (endotelio, membrana basal y pericito)
• Permeabilidad es mucho mayor que en capilares normales
Dr. Edgar Yan Quiroz
Formación de la orina como resultado de la filtración glomerular, la reabsorción tubular y la secreción tubular
Cantidad filtrada
Cantidad reabsorbida
Cantidad secretada
Cantidad de soluto excretada
Arteriola eferente
Arteriola aferente
A la vena renalCapilares peritubulares
Cápsula de Bowman
Glomérulo
Túbulo
A la vejiga y al medio externo
Dr. Edgar Yan Quiroz
Funciones de la Nefrona: Visión panorámica
• Filtración, reabsorción, secreción y excreción
Dr. Edgar Yan Quiroz
Funciones de la Nefrona: Apreciación generalArteriola eferente
Glomérulo
Arteriola aferente
Cápsula de Bowman
Túbulo proximal
Túbulocolector
Asa de
Henle
Capilares peritubulares
Túbulo distal
A la vejiga yal medio externo
A la vena renal
Filtración: De la sangre al lumen
Reabsorción: Del lumen a la sangre
Secreción: De la sangre al lumen
Excreción: Del lumen al medio externo
Dr. Edgar Yan Quiroz
Formación de la orina como resultado de la filtración glomerular, la reabsorción tubular y la secreción tubular
Arteriola eferente
GloméruloArteriola aferente
Capilar peritubular
Cápsula de Bowman
Túbulo
Dr. Edgar Yan Quiroz
Formación de la orina como resultado de la filtración glomerular, la reabsorción tubular y la secreción tubular
Sustancia A Sustancia CSustancia B Sustancia D
Ejemplo: Creatinina Ejemplo: Algunos electrólitos como Na+, Cl- y HCO3
-
Ejemplo: AminoácidosGlucosa
Dr. Edgar Yan Quiroz
Determinantes de la Tasa de Filtración Glomerular
Presiónhidrostáticaglomerular
(60 mm Hg)
Presióncoloidosmótica
glomerular (32 mm Hg)
Presión enla cápsula
de Bowman (18 mm Hg)
Arteriola eferente
Glomérulo
Arteriola eferente
Dr. Edgar Yan Quiroz
Tasa de Filtración Glomerular (TFG)
• Capilar
• Presión hidrostática
• Presión coloidosmótica
• Cápsula de Bowman
• Presión en cápsula de Bowman
• Presión de filtración Neta
Dr. Edgar Yan Quiroz
Volumen de plasma que entra a la arteriola aferente = 100%
1
2 20% del
volumen de plasma se filtra
5 < 1% del volumen de plasma es excretado al medio externo
80 %
3 > 19 % del volumen de plasma filtrado es reabsorbido
4
> 99% del volumen de plasma que entro a los riñones retorna a la circulación sistémica
Tasa de Filtración Glomerular (TFG)
• TFG ≈ 125mL/min = 180L/día (sólo cerca del 1% es excretado)
Arteriolaaferente
Arteriolaeferente
Glómerulo
Cápsula deBowman
Capilar peritubular
Túbulo
Dr. Edgar Yan Quiroz
• Autoregulación• Respuesta Miogénica• Regulación x retroalimentación Tubuloglomerular
• Mácula densa• Células Yuxtaglomerulares
• SNA-Simpático• Vasoconstricción arteriolar
• Hormonas/paracrinas• Angiotensina II• Prostaglandinas
Regulación de la TFG
Dr. Edgar Yan Quiroz
Figure 19-9: The juxtaglomerular apparatus
Regulación de la TFG: Aparato Yuxtaglomerular
Dr. Edgar Yan Quiroz
TÚBULO PROXIMAL
Dr. Edgar Yan Quiroz
Túbulo Proximal
Dr. Edgar Yan Quiroz
Reabsorción: Transporte Activo 10
• Transporte Pasivo
• Transporte Activo
• Na+ al Líquido Extracelular
• K+ into cell
• ATP-asa
• Utiliza energía
• Na+ ECF→ peritubular capillaries
• Reabsorción → Sangre
Dr. Edgar Yan Quiroz
[Na+]
Célula tubular proximal
Líquidointersticial
Capilarperitubular
Cápsula
de Bowman
[Na+]
Arteriola eferenteArteriola aferente
[Na+]
[Na+]
[Na+]
Reabsorción de Na+: Transporte Activo Primario
Luz tubular
Dr. Edgar Yan Quiroz
Reabsorción de Na+ en el túbulo proximal
↓ [Na+]
Luztubular
Célula tubularproximal
Líquidointersticial
↑ [Na+] ↑ [Na+] = [Na+] = [Na+] = [Na+] ↓ [Na+] ↑ [Na+] ↑ [Na+]
K+
Na+ reabsorbido
K+ Luz tubular → Célula (Difusión simple)
Célula → LEC
(Transporte activo)
Canales de membrana
Transportador activo
Reabsorción de Na+: Transporte Activo Primario ↑ [Na+]
↑ [Na+] El filtrado es similar al del líquido intersticial
Transporte activo primario
Transporte pasivo (difusión simple)
Dr. Edgar Yan Quiroz
Glucosa y Na+ reabsorbido
↓ [Na+] ↑ [Glu]
Glu Na+
Glu
Na+
↓ [Glu]
↑ [Na+] K+ K+
Luztubular Célula tubular
proximal
Líquidointersticial
↑ [Na+] ↓ [Glu]
↑ [Na+] ↓ [Glu]
↑ [Na+] ↓ [Glu]
↑ [Na+] ↓ [Glu]
El filtrado es similar al del líquido intersticial
Transportador activo secundarioTransportador de difusión facilitada
Transportador activo
CLAVE
Reabsorción de Glucosa en el túbulo proximal
Luz tubular → Célula (Transporte activo
secundario)
Célula → LEC
(Difusión simple)
Reabsorción: Transporte Activo Secundario
• Na+ unido a 2do transportador (Simporter)
• Glucosa
• Aminoácidos
• Otros iones
• Vitaminas
Arteriola eferente
Capilar peritubular
Cápsula de Bowman
Arteriola aferente
NaCl NaCl
Na + Soluto
Na +
H2O sigueal soluto
A la circulación venosa sistémica
Transporte pasivo de úrea
• Na+ es reabsorbido
• Soluto es reabsorbido
• H2O sigue al soluto
• ↑ [Úrea] en la luz tubular
• [Úrea] luz tubular es mayor que LEC
• Difusión pasiva al LEC
H2O
Úrea Úrea
Menos soluto:osmolaridad ↓
Volumen disminuye pero la cantidad de
Úrea no cambia: [Úrea] ↑
NaClSolutoH2OÚrea
Reabsorción: Transporte Pasivo
Reabsorción: Transporte Pasivo
Soluto
Soluto:
• Glucosa
• Aminoácidos
• Otros iones
• Vitaminas
Dr. Edgar Yan Quiroz
Filtración
Túbulo Proximal: Reabsorción de Bicarbonato
Luz tubular
Célula tubular proximal
Líquidointersticial
Na+
H-H-
Na+HCO3-
H-
H2CO3-
CO2H2O +
CO2
H2O+
HCO3- Na+
HCO3-
H- HCO3-
+
HCO3-
Na+ Na+
HCO3-
Reabsorbido
Capilarperitubular
Glutamina
AC
α KG HCO3-
Na+
HCO3-NH4
Na+Na+
NH4
H2CO3-
Cápsula deBowman
ATP
Reabsorción por las Células del Túbulo Contorneado Proximal
Célula tubular
Líquido intersticial
Filtrado en la luz tubular Capilar
peritubular
Núcleo
GlucosaAminoácidosAlgunos ionesVitaminas
Na+
H2O
Cl- (y otros aniones), K+
Urea, Grasa,sustancias solubles
3Na+
Cl-
2K+
3Na+
2K+
K+
Transporte activo primario
Transporte activo secundario
Transporte pasivo (difusión)
Proteína transportadora
LEYENDA
Dr. Edgar Yan Quiroz
Porción Descendente Delgada y Porción Gruesa Ascendente del Asa de Henle
Na+
2Cl-
K+
Na+
H+ATP
Na+
K+ K+
K+
Luz Tubular
Cl-
Ca2+
Mg2+
Dr. Edgar Yan Quiroz
Primera Porción del Túbulo DistalÚltima Porción del Túbulo Distal – Túbulo Colector
Células principales
Células intercaladas
ATPNa+
Cl-
Na+
Cl-
LuzTubular
Célula PRINCIPAL de
Na+
K+
Na+
K+
Cl-
Última porción del Túbulo Distal Túbulo Colector Cortical
ATPNa+
Cl-
Célula de la porción inicial del Túbulo Distal
K+
Ca2+
Mg2+
Na+
Cl-
K+
Na+
Cl-
Na+
K+
ATP
Na+
K+ K+
Na+Na+
H+H+
LuzTubular
Célula INTERCALADA de
Última porción del Túbulo Distal Túbulo Colector Cortical
K+
Dr. Edgar Yan Quiroz
Conducto Colector Medular
Dr. Edgar Yan Quiroz
Cambios de osmolaridad en diferentes segmentos de los tubos renales: Cantidad de Na+
Corteza
Médula
Túbulo proximal
Túbulo distal
Túbulo colector
Asa de Henle
Fluido isosmótico
Fluidohiperosmótico
Fluido hiposmótico
Na+
Se reabsorbe H2O y Na+
en la misma proporción
K+
El H2O se reabsorbe MÁS por acción de la
ADH
PD PA
Dr. Edgar Yan Quiroz
Cambios de osmolaridad en diferentes segmentos de los tubos renales: Concentración de Na+
Corteza
Médula
Túbulo proximal
Túbulo distal
Túbulo colector
Asa de Henle
Fluido isosmótico
Fluidohiperosmótico
Fluido hiposmótico
Na+
Se reabsorbe H2O y Na+
en la misma proporción
K+
El H2O se reabsorbe MÁS por acción de la
ADH
PD PA
Flu
ido
>
hip
osm
ótic
o
Dr. Edgar Yan Quiroz
Concentraciones medias de distintas sustancias en los diferentes puntos del sistema tubular
Túbuloproximal
Asa deHenle
Túbulodistal
Túbulocolector
100.0
50.0
20.0
10.0
5.0
2.0
1.0
0.50
0.20
0.10
0.05
0.02
Na+
Con
cent
raci
ón (
rela
ción
con
la c
once
ntra
ción
en
el fi
ltrad
o)
Dr. Edgar Yan Quiroz
Regulación de la Osmolaridad Urinaria: Tubo colector
Figure 20-5: Water movement in the collecting duct in the presence and absence of vasopressin
300300
1200
100
400
300
600
200
400
900 700
H20
H20
H20
H20
H20
H20
H20
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
100
100
100
100
900
1200100
H20NaCl
H20NaCl
H20NaCl
H20NaCl
H20NaCl
H20NaCl
H20NaCl
H20NaCl900
600
1200
900
400
400300
300 300
600Urea
Urea
300
400
600
Asa de Henle: Mecanismo de Contracorriente
Túbulo colector
Osmolalidad del líquido intersticial
(mOsm)
Corteza
Médulaexterna
Hacia la vena
Sangre de la arteriola aferente
= Transporte activo
= Transporte pasivo
ASA DE HENLE VASA RECTA
Médulainterna
Dr. Edgar Yan Quiroz
Concentraciones medias de distintas sustancias en los diferentes puntos del sistema tubular
Túbuloproximal
Asa deHenle
Túbulodistal
Túbulocolector
100.0
50.0
20.0
10.0
5.0
2.0
1.0
0.50
0.20
0.10
0.05
0.02
Cl-
K+
y Na+
K+
Na+
CH
ON
sG
lucaa
Creatin
ina
Con
cent
raci
ón (
rela
ción
con
la c
once
ntra
ción
en
el fi
ltrad
o)
Dr. Edgar Yan Quiroz
Reabsorción de distintas sustancias en los diferentes puntos del sistema tubular
Túbuloproximal
Asa deHenle
Túbulodistal
Túbulocolector
100.0
50.0
20.0
10.0
5.0
2.0
1.0
0.50
CH
ON
sG
lucaa
Creatinina
Can
tida
d po
r m
inut
o (m
g)Inulina
Urea
Dr. Edgar Yan Quiroz
Reabsorción de distintas sustancias en los diferentes puntos del sistema tubular
Túbuloproximal
Asa deHenle
Túbulodistal
Túbulocolector
100.0
50.0
20.0
10.0
5.0
2.0
1.0
0.50
0.20
0.10
0.05
0.02
Cl-
K+
Na+Can
tida
d po
r m
inut
o (m
g)
Dr. Edgar Yan Quiroz
Reabsorción: Receptores tienen un límite
• Transporte máximo
• Saturacion (# de receptores)
• Competición
• Especificidad
• Umbral renal
• Ejemplo: glucosuria
Dr. Edgar Yan Quiroz
Aclaramiento plasmático
• Capacidad del riñon para depurar o eliminar una sustancia del plasma sanguíneo
plasmáticaiónConcentracurinariaiónconcentracmlurinarioFlujo
mlplasmáticotoAclaramien×= min)/(
min)/(
Dr. Edgar Yan Quiroz
Inulina
Aclaramiento plasmático de inulina
Glomérulo
Cápsula de Bowman
1 ml de plasma
1 mg de Inulina
1 mg de Inulina/1 ml de plasma
Orina
• Polisacárido, no se reabsorbe ni se secreta
Dr. Edgar Yan Quiroz
Inulina
Depuración plasmática de inulina
Glomérulo
Cápsula de Bowman
1 ml de plasma
1 mg de Inulina
1 mg de Inulina/1 ml de plasma
Orina
Dr. Edgar Yan Quiroz
Inulina
Depuración plasmática de inulina
Glomérulo
Cápsula de Bowman
1 ml de plasma
1 mg de Inulina
1 mg de Inulina/1 ml de plasma
Orina
Dr. Edgar Yan Quiroz
1 ml de plasma
1 mg de Inulina
1 mg de Inulina/1 ml de plasma
Inulina
Depuración plasmática de inulina
Glomérulo
Cápsula de Bowman
1 ml de plasma fue depurado de 1mg de
inulina
Orina
Dr. Edgar Yan Quiroz
1 ml de plasma
1 mg de Inulina
1 mg de Inulina/1 ml de plasma
Inulina
Depuración plasmática de inulina
Glomérulo
Cápsula de Bowman
1 ml de plasma fue depurado de 1mg de
inulina
Orina
[Uinu]=125mg/ml y Qurin=1ml/min
min/125
/1min/1/125
][
][
mlC
mlmgmlmlmg
C
P
QUC
inulina
inulina
inu
Uinuinulina
=
×=
×=
Dr. Edgar Yan Quiroz
Arteriola aferente
Arteriola eferente
Glómerulo
Capilares peritubulares
Filtración(100 mL/min)
Dr. Edgar Yan Quiroz
HORMONA SITIO DE ACCIÓN EFECTOS
AldosteronaTúbulo distal
Túbulo colector
↑ reabsorción NaCl,
↑ reabsorción de H2O
↑ secreción de K+
Angiotensina II
Túbulo proximal
Porción gruesa ascendente del asa de Henle
Túbulo distal
Túbulo colector
↑ NaCl
↑ reabsorción de H2O
↑ secreción de H+
Hormona AntidiuréticaÚltima porción del Túbulo distal
Túbulo y conducto colector
↑ Reabsorción de H2O
Péptido Natriurético atrialTúbulo distal
Túbulo y conducto colector
↓ reabsorción de NaCl
Hormona Paratiroidea
Túbulo proximal
Porción gruesa ascendente del asa de Henle
Túbulo distal
↓ reabsorción de PO4-
↑ reabsorción de Ca2+
Hormonas que regulan la Reabsorción Tubular
Renina
Angiotensinógeno
Angiotensina I
ECA
Angiotensina II
↓ Flujo sanguíneo
renal
+Zona Glomerular
Aldosterona
T. colector↑ Reabsorción de Na+Cl-
↑ Reabsorción de H2O↑ Secreción de K+
El Sistema Nervioso Simpático:• Aumenta la liberación de Renina y • La formación de Angiotensina II
El Sistema Nervioso Simpático:• Produce Vasoconstricción de las arteriolas con lo que disminuye la excreción de Na+(↓TFG)• Aumenta la Reabsorción de Na+en el túbulo proximal y en la Porción Gruesa del Asa de Henle
Dr. Edgar Yan Quiroz
ATPNa+
Cl-
Na+
Cl-
Luz Tubular
Célula PRINCIPAL de
Na+
K+
K+
• Reabsorción de Na+Cl-
• Secreción de K+
Acción de la Aldosterona
Intersticio Renal
Aldosterona
Na+
K+
Cl-
Enfermedad de Addison:Retención excesiva de K+ plasmático
Intensa pérdida de Na+Si falta ALDOSTERONA
El exceso de ALDOSTERONA Síndrome de Conn (Tumor de
Suprarrenales)Agotamiento de K+ plasmático
Retención de Na+
Última porción del Túbulo Distal Túbulo Colector Cortical
Dr. Edgar Yan Quiroz
Célula INTERCALADA del Túbulo Distal
ATP
Na+
K+
Na+
K+
Na+Na+
H+H+
Angiotensina II
Acciones de la Angiotensina II
Indirectamente: Estimula la secreción de Aldosterona que, a su vez aumenta la reabsorción de Na+ Directamente: Reabsorción de Na+Cl-
Secreción de H+
Luz Tubular
Dr. Edgar Yan Quiroz
Acciónes de la Angiotensina II
↓ Presión Hidrostática en los Capilares Peritubulares
Capilarperitubular
1
2
↑ Reabsorción Tubular Final, especialmente en los Túbulos Proximales
↑ Fracción de Filtración
↑ Concentración de Proteínas y Eleva la Presión Coloidosmótica en los Capilares Peritubulares
Dr. Edgar Yan Quiroz
Mecanismo de Retroalimentación de la Mácula Densa para la autorregulación de la presión hidrostática glomerular y la tasa de filtración de glomerular
Epitelio glomerular
Membrana Basal
Túbulo Distal
Fibras musculares lisas
Membrana Elástica Interna
Arteriola Eferente
Arteriola Aferente
Células yuxtaglomerulares
↓ Presión arterial
↓ Presión hidrostática glomerular
↓ TFG
↑ Renina
↑ Angiotensina II
↑ Resistencia Arteriolar Eferente
↓ Resistencia Arteriolar Aferente
↑ Reabsorción proximal de
NaCl
NaCl
↓ NaCl
Dr. Edgar Yan Quiroz
ADH
Hipófisis
Adenohipófisis
Regulación de la Osmolaridad
Neurohipófisis
Osmorreceptores
BarroreceptoresReceptores cardiopulmonares
N. supraópticoN. paraventricular
Osmolaridad
Volumen sanguíneo
Presión arterial
↓ Volumen urinario
↑ Reabsorción
Dr. Edgar Yan Quiroz
Mecanismo de Acción de la Vasopresina Formación de los Poros de Agua:
• Vasopressina
• 20 mensajero
• Acuaporinas
• Nuevos poros
↓ Flujo sanguíneo
Vasoconstricción
Núcleo supraventriculardel Hipotálamo
ADH o VASOPRESINA• Incrementa la Reabsorción de H20
en el túbulo distal y túbulo colector• Reduce el volumen urinario
Sistema Magnocelular
Dr. Edgar Yan Quiroz
Formación de poros para agua: Mecanismo de acción de la vasopresina (ADH)
Vasopresina
Luz del túbulo colector Célula del túbulo colector
(Células intercaladas)
Líquidointersticial medular
Vasarecta
Receptor V2 de Vasopresina
AMPc
Señal del 2do mensajero
Vesículas de almacenamiento
Poros de aguaAcuaporina - 2
H2O
Dr. Edgar Yan Quiroz
Formation of Water Pores: Mechanism of Vasopressin Action
Figure 20-6: The mechanism of action of vasopressin
Dr. Edgar Yan Quiroz
Hormona natriurética
auricular
NodoSinoauricular
↓ Aldosterona
Vasodilatación
+↑ Volumen
plasma
↓ Reabsorción de Na +
Cl -
↓ Ca2+ plasmático
Glándula paratiroides↑ Secreción de PTH
HUESO↑ Resorción
Intestino↑ Absorción de Ca2+
↑ Paratohormona plasmática
↑ Calcio plasmático↓ Fosfato plasmático
↑ Liberación de calcio al plasma
↑ Excreción urinaria de
fosfato
RIÑON
↑ Reabsorción de calcio
↑ Formación de 1,25(OH)2D3
↓ Reabsorción de fosfato
↑ 1,25(OH)2D3 plasmático
↓ Excreción urinaria de Ca
↓ Ca2+ plasmático
HUESOPromueve la acción
de la PTH
↑ Calcio plasmático↑ Fosfato plasmático
↓ Excreción urinaria de
fosfato
RIÑON
↑ Reabsorción de calcio
↑ Formación de 1,25(OH)2D3
↑ Reabsorción de fosfato
↑ 1,25(OH)2D3 plasmático
↓ Excreción urinaria de Ca
↑ PTH plasmática
↑ Actividad 1α-hidroxilasa
renal
INTESTINO
↑ Absorción de calcio
↑ Absorción de fosfato
↑ Ca2+ plasmático
Células parafoliculares↑ Secreción de calcitonina
HUESO↓ Resorción
↑ Calcitonina plasmática
↓ Calcio plasmático↓ Fosfato plasmático
↓ Liberación de calcio al plasma↑ Excreción
urinaria de fosfato
RIÑON
↓ Reabsorción de calcio
↓ Reabsorción de fosfato
↑ Excreción urinaria de calcio
Músculo liso del sistema renal vascular
Células yuxtaglomerulares del aparato yuxtaglomerular del riñon
Células de la mácula densa del aparato yuxtaglomerular del riñon
Corteza adrenal Arteriolas sistémicas
Mecanismo Intrínseco Mecanismo Extrínseco
Vasodilatación de las arteriolas aferentes
Induce la liberación desustancias vasoactivas
Mecanismo tubuloglomerular de autorregulación
Mecanismo hormonal (renina – angiotensina)
Control neural
Mecanismo miógeno
Vasodilatación de lasarteriolas aferentes
Aldosterona
Túbulos renales
↑ Reabsorción de Na+ y H2O
↑ Volumen sanguíneo y la PAS
Angiotensinógeno Angiotensina II
Vasoconstricción; ↑ resistencia periférica
↑ Presión arterial sistémica
Renina
Barorreceptores en vasos sanguíneos de la circulación sistémica
Sistema nerviososimpático
↓ Presión hidrostática glomerular
↓ Filtración glomerular
↓ Reabsorción de Na+Cl-
↓ Na+Cl- que llega a
Presión arterial en los vasos sanguíneos renales
Incremento de la Tasa de Filtración Glomerular
Dr. Edgar Yan Quiroz