El primer paso en la formación de orina es la filtración de grandes cantidades de líquidos y solutos a través de los capilares glomerulares; cada día se filtran casi 180 l de líquido.
La mayor parte de este filtrado se reabsorbe, lo que deja únicamente 1 l aproximadamente de líquido para su excreción al día, si bien la tasa de excreción renal de líquidos puede ser muy variable dependiendo de la ingestión de líquidos.
Composición del filtrado glomerular
La composición del filtrado glomerular es casi idéntica a la del plasma, excepto porque prácticamente no contiene proteínas (solo en torno al 0,03%). La filtración glomerular (FG) es normalmente de 125 ml/min, o un 20% del flujo plasmático renal; por tanto, la fracción de flujo plasmático renal que se filtra (fracción de filtración) es de 0,2.
DETERMINANTES DE LA FG
La FG está determinada por la presión de filtración neta a través de los capilares glomerulares y el coeficiente de filtración capilar glomerular (Kf), que es el producto de la
permeabilidad y la superficie de los capilares.
FG = K1 x Presión de filtración neta
La presión de filtración neta es la suma de las fuerzas hidrostática y coloidosmótica que actúan a través de los capilares glomerulares, e incluye: 1) la presión hidrostática dentro de los capilares glomerulares, la presión hidrostática glomerular (P G), que normalmente es de 60 mmHg y favorece la filtración; 2) la presión hidrostática en la cápsula de Bowman (P8) fuera de los capilares, que normalmente es de 18 mmHg y se opone a la filtración; 3) la presión coloidosmótica de las proteínas plasmáticas en el capilar glomerular (1tG), con un valor medio de 32 mmHg y que se opone a la filtración, y 4) la presión coloidosmótica de las proteínas en la cápsula de Bowman (1t8), que es cercana a cero y, por tanto, en condiciones normales tiene poco efecto en la filtración.
Presión de filtración neta= PG – P8 – nG = 1 O mmHg
FG = K1 x (PG – P8 – 1t8) = 125 ml/min
El descenso del coeficiente de filtración glomerular capilar (K1) disminuye la FG
Aunque los cambios del Kj tíenen un efecto proporcional en la FG, no es un mecanismo primario para su control fisiológico. No obstante, en algunas enfermedades como la hipertensión no controlada y la diabetes mellitus, la FG se reduce porque aumenta el espesor de la membrana del capilar glomerular, lo que reduce el Kf, o porque se produce un daño importante en los capilares y la pérdida de la superficie de filtración capilar.
El aumento de la presión hidrostática en la cápsula de Bowman reduce la FG
Si bien los cambios de la presión hidrostática en la cápsula de Bowman no controlan la FG, en ciertos estados patológicos como la obstrucción de la vía urinaria la presión en la cápsula de Bowman puede aumentar mucho y provocar una reducción grave de la FG. Por ejemplo, la precipitación del calcio o del ácido úrico puede dar lugar a «cálculos» que se alojan en la vía urinaria, a menudo en el uréter, lo que obstruye el flujo en la vía urinaria y aumenta la presión en la cápsula de Bowman.
El aumento de la presión capilar coloidosmótica glomerular disminuye la FG.
Los dos factores que influyen en la presión coloidosmótica capilar glomerular son: 1) la presión coloidosmótica del plasma arterial, y 2) la fracción del plasma filtrada por los capilares glomerulares (fracción de filtración). El aumento de la presión arterial coloidosmótica o de la fracción de filtración aumenta la presión coloidosmótica capilar glomerular. Por el contrario, el descenso de la presión coloidosmótica plasmática arterial o de la fracción de filtración reduce la presión coloidosmótica glomerular. Como la fracción de filtración es la relación FG/flujo plasmático renal, el descenso del flujo plasmático renal aumenta la fracción de filtración. Por tanto, el descenso del flujo sanguíneo renal tiende a aumentar la presión coloidosmótica glomerular y disminuye la FG, incluso con una presión hidrostática glomerular constante.
El aumento de la presión hidrostática capilar glomerular incrementa la FG.
La presión hidrostática glomerular está determinada por tres variables, todas ellas bajo control fisiológico:
– Presión arterial. El aumento de la presión arterial tiende a elevar la presión hidrostática glomerular y, por tanto, a aumentar la FG. Sin embargo, este efecto está amortiguado por mecanismos autorreguladores, que reducen el efecto de la presión arterial en la presión glomerular.
– Resistencia arteriolar aferente. El aumento de la resistencia en las arteriolas aferentes reduce la presión hidrostática glomerular y disminuye la FG.
– Resistencia arteriolar eferente. El aumento de la resistencia arteriolar eferente aumenta la resistencia al flujo de salida de los capilares glomerulares y la presión hidrostática glomerular, lo que tiende a aumentar la FG mientras que el aumento de la resistencia eferente no reduzca el flujo sanguíneo renal en mayor grado. Si la constricción eferente es intensa (p. ej., un incremento por encima del triple de la resistencia arteriolar eferente), el aumento de la presión coloidosmótica supera el incremento de la presión hidrostática capilar glomerular y reduce la FG.
FLUJO SANGUÍNEO RENAL
Aunque los dos riñones constituyen únicamente en torno al 0,4% del peso corporal total, reciben un flujo combinado de 1.100 ml/min aproximadamente de flujo sanguíneo, o cerca del 22% del gasto cardíaco. Un objetivo importante de este flujo elevado es suministrar el plasma suficiente para las altas velocidades de filtración glomerular que son necesarias para una regulación precisa de los volúmenes de líquidos corporales y las concentraciones de soluto. Por lo tanto, los mecanismos que regulan el flujo sanguíneo renal están relacionados estrechamente con los que controlan la FG y la excreción renal.
El flujo sanguíneo renal está determinado por el gradiente de presión a través de la vasculatura renal y por la resistencia vascular renal total, según se expresa en la siguiente relación:
Flujo sanguineo renal= Presión arterial renal – Presión venosa renal / Resistencia vascular renal total
La resistencia vascular renal total es la suma de las resistencias de los segmentos vasculares individuales, incluidas las arterias, las arteriolas, los capilares y las venas. La mayor parte de la resistencia vascular renal reside en tres segmentos principales: arterias interlobulillares, arteriolas aferentes y arteriolas eferentes.
LA FILTRACIÓN GLOMERULAR Y EL FLUJO SANGUÍNEO RENAL ESTÁN CONTROLADOS POR SISTEMAS NEUROHUMORALES Y MECANISMOS INTRARRENALES
Los determinantes de la FG más variables y que están más sujetos al control fisiológico son la presión hidrostática glomerular y la presión coloidosmótica capilar glomerular. Estas variables, a su vez, están influenciadas por el sistema nervioso simpático, las hormonas y los autacoides (sustancias vasoactivas que liberan los riñones) y otros controles de retroalimentación que son intrínsecos a los riñones.
Una intensa activación del sistema nervioso simpático disminuye la FG
La intensa activación del sistema nervioso simpático contrae las arteriolas renales y disminuye el flujo sanguíneo renal y la FG. Este efecto es más importante reduciendo la FG durante alteraciones agudas intensas como las provocadas por una reacción de defensa, una isquemia cerebral o una hemorragia intensa.
Hormonas y autacoides controlan la FG y el flujo sanguíneo renal
Varias hormonas y autacoides pueden, también, influir en la FG y el flujo sanguíneo renal:
– La noradrenalina y la adrenalina, liberadas desde la médula suprarrenal, contraen las arteriolas aferentes y eferentes y disminuyen la FG y el flujo sanguíneo renal.
– La endotelina, un péptido liberado por las células endoteliales vasculares dañadas de los riñones y otros tejidos, contrae las arteriolas renales y disminuye la FG y el flujo sanguíneo renal.
– La angiotensina JI contrae las arteriolas eferentes en mayor grado que las arteriolas aferentes y, por tanto, tiende a aumentar la presión hidrostática glomerular mientras disminuye el flujo sanguíneo renal. El aumento de la formación de la angiotensina II suele deberse al descenso de la presión arterial o de la depleción de volumen, y ambas causas tienden a reducir la FG. En esos casos, la angiotensina II previene el descenso de la FG al contraer las arteriolas eferentes.
– El óxido nítrico derivado del endotelio reduce la resistencia vascular renal y aumenta la FG y el flujo sanguíneo renal. Es un autacoide liberado por el endotelio vascular de todo el cuerpo y es importante para evitar una vasoconstricción excesiva de los riñones. – Las prostaglandinas (especialmente, la PGE2 y la PGI2) no parecen tener mucha importancia en la regulación de la FG o del flujo sanguíneo renal en condiciones normales, pero pueden amortiguar los efectos vasoconstrictores de los nervios simpáticos o de la angiotensina II, en especial sus efectos constrictores sobre las arteriolas aferentes. Por tanto, el bloqueo de la síntesis de prostaglandinas (p. ej., con ácido acetilsalicílico y fármacos antiinflamatorios no esteroideos) puede causar un descenso significativo de la FG y el flujo sanguíneo renal, especialmente en pacientes cuyo volumen de líquido extracelular está reducido como consecuencia de vómitos, diarrea, deshidratación o tratamiento con diuréticos.
LA FG V EL FLUJO SANGUÍNEO RENAL SE AUTORREGULAN CUANDO SE MODIFICA LA PRESIÓN ARTERIAL
En los riñones normales, una reducción en la presión arterial hasta tan solo 75 mmHg o un incremento de hasta 160 mmHg cambian habitualmente la FG en un pequeño porcentaje. Esta relativa constancia entre la FG y el flujo sanguíneo renal se conoce como autorregulación. Aunque la autorregulación de la FG y el flujo sanguíneo renal no es perfecta, ayuda a impedir cambios potencialmente significativos de la FG y, por tanto, en la excreción renal de agua y solutos que, de otro modo, se producirían con los cambios de la presión arterial.
La retroalimentación tubuloglomerular es un componente fundamental de la autorregulación renal
La retroalimentación tubuloglomerular tiene dos partes: un mecanismo de retroalimentación arteriolar aferente y un mecanismo de retroalimentación arteriolar eferente, ambos dependientes de disposiciones anatómicas especiales del complejo yuxtaglomerular. El complejo yuxtaglomerular consta de las células de la mácula densa en la porción inicial del túbulo distal y las células yuxtaglomerulares en las paredes de las arteriolas aferentes y eferentes. Cuando la presión arterial disminuye, se reduce el cloruro de sodio en las células de la mácula densa, que perciben estos cambios. El descenso de la concentración de cloruro sódico en la mácula densa causa, a su vez, dos efectos principales: 1) reduce la resistencia al flujo sanguíneo en las arteriolas aferentes, lo que eleva la presión hidrostática glomerular y ayuda a normalizar la FG, y 2) aumenta la liberación de renina en las células yuxtaglomerulares de las arteriolas aferente y eferente, lo que acaba aumentando la formación de angiotensina II. Finalmente, la angiotensina II contrae las arteriolas, aumenta la presión hidrostática glomerular y ayuda a normalizar la FG.
El mecanismo miógeno contribuye a la autorregulación del flujo sanguíneo renal y la FG
Este mecanismo se refiere a la capacidad intrínseca de los vasos sanguíneos para contraerse cuando aumenta la presión arterial. La constricción impide el sobreestiramiento del vaso y, al aumentar la resistencia vascular, también evita el aumento excesivo del flujo sanguíneo renal y la FG cuando la presión arterial aumenta. Por el contrario, el mecanismo miógeno contribuye a la resistencia vascular al disminuir la presión arterial.
Otros factores que alteran el flujo sanguíneo renal y la FG
– Una ingestión elevada de proteínas aumenta el flujo sanguíneo renal y la FG, en parte por la estimulación del crecimiento de los riñones y por la reducción de la resistencia vascular renal. Otro mecanismo que contribuye al efecto de una dieta rica en proteínas para elevar la FG es la retroalimentación tubuloglomerular. Una alimentación rica en proteínas aumenta la liberación de aminoácidos en la sangre, que se reabsorben en el túbulo proximal a través de un cotransporte con sodio que, a su vez, aumenta la reabsorción de aminoácidos y sodio en el túbulo proximal, disminuye el aporte de cloruro de sodio a la mácula densa, disminuye la resistencia arteriolar aferente y aumenta la FG.
– La hiperglucemia, que aparece en la diabetes mellitus no controlada, también puede aumentar el flujo sanguíneo renal y la FG a través de la retroalimentación tubuloglornerular, porque la glucosa, como los aminoácidos, utiliza el mismo cotransporte con sodio en el túbulo proximal.
– Los glucocorticoides aumentan el flujo sanguíneo renal y la FG al reducir la resistencia vascular renal.
– La fiebre aumenta el flujo sanguíneo renal y la FG al reducir la resistencia vascular renal.
– El envejecimiento disminuye el flujo sanguíneo renal y la FG, principalmente porque se reduce el número de nefronas funcionantes, y el flujo sanguíneo renal y la FG disminuyen en un 10% por cada decenio de vida después de los 40 años.
Dr. Guillermo Juárez 