Estructura y Función de la Membrana Basal Glomerular
La membrana basal glomerular (MBG) está compuesta por varias capas, cada una con una función específica:
- Endotelio fenestrado: Confieren permeabilidad al filtrado.
- Membrana basal continua: Proporciona sostén estructural y genera electronegatividad debido a la presencia de proteoglicanos.
- Capa de podocitos: Otorga selectividad al proceso de filtración.
Mecanismos de Autorregulación Renal
Los riñones emplean mecanismos intrínsecos para mantener un flujo sanguíneo renal y una tasa de filtración glomerular (TFG) relativamente constantes, a pesar de las variaciones en la presión arterial media (PAM).
Mecanismo Miogénico
Este mecanismo de regulación se centra en la arteriola aferente en respuesta a los cambios en la PAM:
- Aumento de la PAM: Genera una vasoconstricción refleja de la arteriola aferente, lo que ayuda a mantener la presión hidrostática (PH) del capilar glomerular constante (aproximadamente 60 mmHg).
- Disminución de la PAM: Provoca una vasodilatación de la arteriola aferente.
Este proceso está modulado por el Sistema Nervioso Simpático (SNS).
Sistema de Retroalimentación Túbulo-Glomerular (RTG)
Este sistema involucra la detección de cambios en el transporte tubular:
- Al caer la PAM por debajo de los 60 mmHg, disminuye la TFG.
- Esta disminución es detectada por las células de la mácula densa.
- La mácula densa envía señales a las células yuxtaglomerulares para que produzcan renina.
- La renina inicia la cascada del Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (SRAA):
- Aumento en la conversión de angiotensinógeno en angiotensina I, que luego se convierte en angiotensina II por la enzima convertidora de angiotensina (ECA).
- La angiotensina II provoca vasoconstricción sistémica y de la arteriola eferente, lo que resulta en un aumento de la PAM.
- Se produce liberación de aldosterona, que incrementa la reabsorción de Na+ en el túbulo distal (TD).
- Se produce relajación del mesangio, incrementando el área de filtración glomerular.
Regulación del Equilibrio Ácido-Base
Excreción Neta de Ácidos
La fórmula para calcular la excreción neta de ácidos es:
Excreción neta de ácidos = Amonio eliminado + Acidez titulable – Bicarbonato eliminado
Esta excreción asciende aproximadamente a 60-90 H+ por 24 horas, lo que equivale a 1 H+/kg/día.
Fuentes de Hidrogeniones
Las principales fuentes de producción de hidrogeniones son:
- a) Dieta proteica: Aporta 20-30 hidrogeniones por 24 horas.
- b) Fuentes alternas de energía: Aportan 20-30 hidrogeniones por 24 horas.
- c) Pérdida de bicarbonato en heces: Aporta 20-30 hidrogeniones por 24 horas.
Mecanismos de Acidificación Urinaria
Mecanismo de Acidificación Proximal
En el túbulo contorneado proximal (TCP), la reabsorción de bicarbonato es crucial:
- El bicarbonato (HCO3-) se une con el hidrogenión (H+) para formar ácido carbónico (H2CO3).
- Gracias a la anhidrasa carbónica, el H2CO3 se disocia en H2O y CO2, sustancias que son difusibles a través de la membrana.
- Una vez difundidos, se unen nuevamente para formar H2CO3 y disociarse en bicarbonato e hidrogenión.
- El bicarbonato es guardado mediante cotransporte con sodio (reabsorción).
- El hidrogenión se contratransporta con el sodio hacia la luz tubular, donde se une al amoniaco (NH3) para formar amonio (NH4+) para su transporte.
- El amoniaco es reabsorbido y el hidrogenión se dirige al túbulo contorneado distal y colector.
Vía de la Glutamina en la Acidificación Urinaria
La glutamina es una fuente importante de amonio:
- La glutamina se convierte en glutamato y amonio gracias a la glutaminasa.
- El glutamato se convierte en alfa-cetoglutarato y amonio gracias a la deshidrogenasa glutámica.
- El amonio se disocia en amoniaco (NH3) e hidrogenión (H+).
- El amoniaco difunde libremente hacia la luz tubular, y el hidrogenión se contratransporta con Na+ en el TCP.
Mecanismo de Acidificación Distal
En el túbulo contorneado distal y colector, se realiza la secreción final de H+:
- En la rama ascendente del Asa de Henle, el amonio se disocia en amoniaco e hidrogenión; el amoniaco es reabsorbido y el H+ se dirige al túbulo distal y colector.
- En el túbulo distal y colector, se secretan más hidrogeniones.
- Debido a la gran carga ácida, se produce nuevamente amonio al unirse el H+ al amoniaco.
- Los fosfatos y sulfatos también se unen a los hidrogeniones, formando ácidos leves que son excretados a través de la orina (titulación de ácidos débiles).
Responsables de la Secreción de H+ en Túbulo Distal y Colector
- Contratransporte Na/H: Ingresa sodio (Na+) a la célula y secreta H+ hacia la luz tubular.
- Bomba Na/K: Excreta el sodio fuera de la célula intercambiándolo por potasio (K+), lo que permite el flujo continuo de hidrogeniones.
Captación de Bicarbonato (HCO3-) en el Túbulo Proximal
No existe un responsable directo de la captación de HCO3- en la luz tubular, ya que debe ocurrir un proceso de disociación:
El hidrogenión (H+) secretado al intersticio se une al bicarbonato en la luz tubular, formando ácido carbónico (H2CO3), que se disocia en H2O y CO2 gracias a la anhidrasa carbónica. Estas moléculas difusibles entran a la célula para regenerar el bicarbonato que será reabsorbido.
Fisiología Renal del Sodio y Agua
La reabsorción de sodio es fundamental para el manejo del volumen y la osmolaridad:
- Túbulo Contorneado Proximal (TCP): Se reabsorbe un 65% del sodio y un 65% del agua. La reabsorción se da por difusión simple en las primeras dos terceras partes, y por cotransporte con glucosa y contratransporte con hidrógeno en el último tercio.
- Rama Descendente del Asa de Henle: Es impermeable al sodio; únicamente se reabsorbe agua (aproximadamente el 20%).
- Rama Ascendente del Asa de Henle: Se reabsorbe un 25% de sodio a través del cotransportador Na/K/2Cl.
- Túbulo Contorneado Distal (TCD): Se reabsorbe un 7% de sodio mediante el cotransportador Na/Cl y un 12% de agua.
- Túbulo Colector (TC): Se reabsorbe entre un 2 y 3% de sodio en respuesta a los niveles plasmáticos de aldosterona, y entre un 2 y 3% de agua en respuesta a la ADH.
El resultado final es la excreción de alrededor del 1% de sodio y agua, lo cual se conoce como FENa (fracción de excreción de sodio).
Factores de Concentración y Dilución Urinaria
Los factores que intervienen en la capacidad del riñón para concentrar o diluir la orina incluyen:
- Hormona Antidiurética (ADH).
- Intersticio hipertónico (generado por el Asa de Henle).
- Asa de Henle profundas.
- Fisiología del transporte de Na+.
- Vasos rectos no ramificados (que mantienen el gradiente osmótico).
- El ciclo de la urea.
Regulación del Calcio y Fósforo (PTH)
Efectos de la PTH en Relación al Calcio
La Hormona Paratiroidea (PTH) tiene efectos hipercalcemiantes:
- Aumenta la absorción de calcio a nivel intestinal al incrementar los niveles de calcitriol.
- Aumenta la remodelación ósea (liberación de Ca++).
- Aumenta la reabsorción tubular de Ca++ en el Túbulo Distal (TD).
Efectos de la PTH en Relación al Fósforo
La PTH tiene efectos hipofosfemiantes:
- Aumenta la absorción de fósforo (indirectamente por aumento del calcitriol).
- Aumentan los niveles de fosfatos por la remodelación ósea.
- Disminuye la reabsorción tubular de fosfatos en el túbulo distal.
Angiotensina II: Efectos Sistémicos y Locales
Efectos Sistémicos
- Vasoconstricción sistémica.
- Liberación de aldosterona.
Efectos Locales (Renales)
- Vasoconstricción en la arteriola eferente: Ralentiza la salida del plasma del capilar glomerular, ayudando a aumentar la presión de filtración.
- Dilatación del mesangio: Mejora la superficie de filtración glomerular (FG).
Clasificación de Trastornos Hidroelectrolíticos
Clasificación de las Hiponatremias
Se clasifican según la tonicidad del plasma:
- Isotónicas.
- Hipotónicas (que a su vez se dividen en: hipervolémicas, normovolémicas e hipovolémicas).
- Hipertónicas.
Clasificación de las Hipernatremias
Se pueden clasificar según el estado de volumen o la etiología:
- Según el volumen: hipervolémicas, normovolémicas e hipovolémicas.
- Según la etiología: pérdida exclusiva de agua, pérdida combinada de sodio y agua (siendo mayor la pérdida de agua) y ganancia de sodio.
Clasificación de las Acidosis Metabólicas
De acuerdo al Anión Gap (AG)
- Acidosis metabólica con AG elevado: Se produce por una ganancia de hidrogeniones (H+). Hay un aumento de los aniones no medidos, lo que eleva el AG. El bicarbonato se pierde secundariamente para compensar la electronegatividad.
- Acidosis metabólica con AG normal: Se produce por pérdidas de bicarbonato. La electronegatividad se compensa con un aumento del ion cloruro (Cl-), manteniendo el AG normal.
De acuerdo a la Cloremia
- Acidosis metabólica hiperclorémica: Se da por pérdidas de bicarbonato, donde la electronegatividad es corregida por un aumento de la cloremia.
- Acidosis metabólica normoclorémica: Se da por ganancia de hidrogeniones. Hay un aumento en el número de aniones, con pérdida compensatoria de bicarbonato, pero el cloro mantiene sus concentraciones normales.
Factores que Intervienen en el Filtrado Glomerular
Los elementos esenciales para que exista el filtrado glomerular son:
- Membrana basal glomerular.
- Fuerzas de Starling (presiones hidrostáticas y oncóticas).
- Mesangio.