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2 Control de la tasa de filtración glomerular Riñón 3 Control de la tasa de filtración glomerular Riñón 3 Para usar esta clase Los iconos a la derecha parte inferior son para usar MENU y moverse con las flechas. Los números indican la extensión del tema En el MENU está el detalle de los temas y al apretar el botón puede dirigirse al de su preferencia Presione el ratón sobre el botón CLIC para continuar la lectura. El icono de la calculadora señala la necesidad de entrenarse en cálculos concretos Coloque sonido en su equipo para destacar la relación entre figura y texto. Para salir de la clase marque en su teclado ESC

3 En esta clase se explicará la regulación de la tasa de filtración glomerular (TFG) y del flujo sanguíneo renal (FSR). Se explicaran los mecanismos intrínsecos y extrínsecos que controlan la tasa de filtración glomerular. Se describirán los componentes del sistema Renina- Angiotensina, y se explicará su importancia en: la regulación de la TFG la regulación del FSR el control de la volemia el control de la presión arterial. OBJETIVOS Reconocer los mecanismos que regulan la tasa de filtración glomerular y su importancia.

4 Menú general Menú general TASA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR (TFG) REGULACION INTRINSECA REGULACION EXTRINSECA NERVIOS RENALES RENINA-ANGIOTENSINA OTRAS SUSTANCIAS TASA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR (TFG) REGULACION INTRINSECA REGULACION EXTRINSECA NERVIOS RENALES RENINA-ANGIOTENSINA OTRAS SUSTANCIAS

5 PRINCIPALES MECANISMOS QUE REGULAN LA TFG En condiciones normales, las fluctuaciones de la TFG ocurren dentro de un rango muy estrecho, dado que existen mecanismos reguladores que ejercen un control muy preciso. El primer indicador de la disfunción renal es la disminución de la TFG. MECANISMOS INTRÍNSECOS AUTORREGULACIÓN DE LA TFG. MECANISMOS EXTRÍNSECOS ACTIVIDAD DE LOS NERVIOS RENALES SISTEMA RENINA – ANGIOTENSINA MECANISMOS INTRÍNSECOS AUTORREGULACIÓN DE LA TFG. MECANISMOS EXTRÍNSECOS ACTIVIDAD DE LOS NERVIOS RENALES SISTEMA RENINA – ANGIOTENSINA Menú 1 de 1 clic.

6 HEMODINAMIA RENAL. El flujo de sangre a través de los riñones es: directamente proporcional al gradiente de presión a través del órgano. Es decir a la diferencia entre la presión arterial media y la presión venosa en los riñones ( P) inversamente proporcional a la resistencia (R), la cual a su vez es directamente proporcional a la viscosidad de la sangre y a la longitud de los vasos, e inversamente proporcional a la cuarta potencia del radio ( r 4 ) de estos. FLUJO = P/R HEMODINAMIA RENAL. El flujo de sangre a través de los riñones es: directamente proporcional al gradiente de presión a través del órgano. Es decir a la diferencia entre la presión arterial media y la presión venosa en los riñones ( P) inversamente proporcional a la resistencia (R), la cual a su vez es directamente proporcional a la viscosidad de la sangre y a la longitud de los vasos, e inversamente proporcional a la cuarta potencia del radio ( r 4 ) de estos. FLUJO = P/R AUTORREGULACIÓN DE LA TFG. 1 de 5 Vea la clase de Hidrodinámica Menú MECANISMOS INTRÍNSECOSMECANISMOS INTRÍNSECOS

7 La gráfica representa el comportamiento de la TFG en un riñón aislado cuando éste es sometido a diferentes presiones de perfusión. Se puede observar que cuando la presión aumenta desde 0 hasta 80 mm de Hg ocurre un aumento proporcional en la TFG, tal como se predice de la ecuación: FLUJO = P/R para una resistencia (R) constante PRESIÓN ARTERIAL (mm Hg) TFGTFG De acuerdo a la relación Flujo = P/R esto se explica porque paralelamente a los cambios en el gradiente de presión se producen cambios similares en la resistencia de los vasos renales. Este mecanismo se conoce como: AUTORREGULACIÓN DE LA TFG Sin embargo, para aumentos de presión desde 80 hasta 180 mm de Hg, la TFG permanece relativamente constante, a pesar de los aumentos en la presión. clic AUTORREGULACIÓN DE LA TFG. 2 de 5 Menú MECANISMOS INTRÍNSECOSMECANISMOS INTRÍNSECOS

8 LA AUTORREGULACIÓN DE LA TFG es un mecanismo intrínseco, ya que se observa en un riñón aislado y se aprecia en el rango de presiones que va desde 80 hasta 180 mm de Hg. Por debajo o por arriba de estos valores no se observa este fenómeno. Es importante señalar que este mecanismo también se cumple para mantener constante el flujo sanguíneo renal como se aprecia en el siguiente gráfico. FSR TFG PRESIÓN ARTERIAL (mm Hg) FLUJOFLUJO AUTORREGULACIÓN 3 de 5. Menú clic MECANISMOS INTRÍNSECOSMECANISMOS INTRÍNSECOS

9 ¿Cómo se explica el fenómeno de autorregulación de la TFG y FSR? Se han descrito dos mecanismos: Mecanismo miogénico Balance túbulo glomerular El mecanismo miogénico establece que el músculo liso vascular de la arteriola aferente, al ser estirado por el aumento de presión responde contrayéndose. Al disminuir el radio del vaso, aumenta la resistencia y la TFG se normalizaría. El balance túbulo glomerular propone que al aumentar la presión arterial aumenta la TFG y también el flujo por los túbulos renales. Esto último es detectado de alguna manera por las células de la mácula densa (ver Aparato yuxtaglomerular), si bien no se conoce exactamente qué se detecta, se ha propuesto que podría ser el aumento de la cantidad de sodio o de cloruro que se reabsorbe en esa región. De cualquier manera, esto actuaría como el estímulo que produciría la liberación de una sustancia vasoconstrictora, aún no identificada ( ¿adenosina, prostaglandinas, ATP ? ) que actuaría sobre el músculo liso de las arteriolas aferentes contrayéndolas. El efecto final sería la normalización de la TFG. 4 de 5 MECANISMOS INTRÍNSECOSMECANISMOS INTRÍNSECOS Menú

10 Importancia de la autorregulación del FSR y de la TFG: Evita que frente a grandes fluctuaciones de la presión arterial, se produzcan grandes cambios en el FSR y TFG, que lleven a una gran pérdida de agua y electrolitos. 5 de 5 Menú MECANISMOS INTRÍNSECOSMECANISMOS INTRÍNSECOS

11 La estimulación de los nervios renales durante los descensos de la presión arterial y/o de la volemia, produce una constricción importante de los vasos renales, lo cual trae como consecuencia una reducción importante en la TFG el FSR. Menú SIMPÁTICO TFG LIBERACIÓN DE RENINA CONSTRICCIÓN DE LA ARTERIOLA AFERENTE CONSTRICCIÓN DE LA ARTERIOLA EFERENTE PRESIÓN ARTERIAL, VOLEMIA La vasoconstricción de la arteriola Aferente produce una disminución de la filtración glomerular, pero la constricción de la arteriola Eferente la aumenta. Estas acciones opuestas permite que a descensos moderados de la presión arterial el proceso de filtración glomerular continúe dentro de limites normales. A mayor descarga disminuye francamente la TFG. ACTIVIDAD DE LOS NERVIOS RENALES. MECANISMOS EXTRÍNSECOSMECANISMOS EXTRÍNSECOS clic 1 de 9 Indirectamente al provocar la liberación de renina en respuesta a la acción de la noradrenalina sobre receptores tipo beta, presentes en las células granulares. (ver acciones del sistema renina-angiotensina) Directamente por la acción de la noradrenalina, sobre receptores tipo alfa adrenérgicos (principalmente los alfa 1) ubicados en el músculo liso arteriolar. clic.

12 PRESIÓN ARTERIAL FLUJO A CORAZÓN CEREBRO ACTIVIDAD DE LOS NERVIOS RENALES PRESIÓN ARTERIAL REFLEJO BARORRECEPTOR VASOCONSTRICCIÓN RENAL FSR y TFG, FF ACTIVIDAD DE LOS NERVIOS RENALES. 2 de 9 clic. Menú MECANISMOS EXTRÍNSECOSMECANISMOS EXTRÍNSECOS Considerando que el FSR representa el 20 % o más del volumen minuto cardíaco, se hace evidente que la vasoconstricción renal y la consecuente disminución del FSR atenúan significativamente la caída de la presión arterial. La actividad de los nervios renales es un componente de la regulación homeostática rápida, cuando ocurre una caída de la presión arterial y/o de la volemia. DISMINUYE LA EXCRECIÓN DE SAL Y AGUA clic En consecuencia, el flujo de sangre puede ser derivado a órganos vitales que demandan de una irrigación permanente, como son el corazón y el cerebro. Por otra parte, con la disminución de el FSR y la TFG también disminuye la excreción de sal y agua, esta última respuesta también favorece el mantenimiento de la volemia y de la presión arterial. clic

13 COMPONENTES DEL SISTEMA: La renina es una proteasa que se produce en las células yuxtaglomerulares ( granulares) de la arteriola aferente, tiene un PM de , y es secretada por los riñones hacia la sangre. SISTEMA RENINA - ANGIOTENSINA ANGIOTENSINÓGENO (hígado) Renina (riñón) ANGIOTENSINA I ANGIOTENSINA II ECA (endotelio) 3 de 9 Menú MECANISMOS EXTRÍNSECOSMECANISMOS EXTRÍNSECOS El sustrato de la renina es una glicoproteína de origen hepático: el angiotensinógeno (453 residuos de aminoácidos). La renina cataliza la ruptura del extremo N- terminal del angiotensinógeno, y se libera un decapéptido: la angiotensina I. La angiotensina I es convertida dentro de la circulación pulmonar en angiotensina II (octapéptido) por la acción de la enzima convertidora de angiotensina (ECA). clic.

14 2 Arg 6 His 5 Ile 1 Asp 3 Val 4 Tyr 7 Pro 8 Phe 10 Leu 2 Arg 6 His 5 Ile 1 Asp 3 Val 4 Tyr 7 Pro 8 Phe Liberación de Renina Liberación de Renina Enzima convertidora Caída Aguda Volumen de plasma Presión de sangre ANGIOTENSINOGENO ANGIOTENSINA I ANGIOTENSINA II His RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA APARATO YUXTAGLOMERULAR La velocidad de liberación de renina por las células yuxtaglomerulares puede ser afectada por la presión en la arteriola aferente (baromecanismo) la concentración de sodio en la mácula densa la actividad de los nervios simpáticos renales la concentración de potasio en el plasma La renina degrada una alfa-globulina circulante denominada angiotensinó geno para formar un decapéptido, la angiotensina I. VASO- CONSTRICCION Color Atlas Physiology. Year Book Medical Publishers., 1981 MECANISMOS EXTRÍNSECOSMECANISMOS EXTRÍNSECOS Luego, la angiotensina I es convertida en un octapéptido (angiotensina II ) dentro de la circulación pulmonar. La angiotensina II es un compuesto vasoactivo y constituye un potente vasoconstrictor de los vasos de resistencia arteriales. 4 de 9 Menú clic.

15 El aparato Yuxtaglomerular permite detectar las diferencias de volumen y composición del fluido tubular y la presión y velocidad de flujo de la sangre a nivel del glomérulo, modulando la presión y volumen sanguíneo. Actúa como un circuito de retroalimentación negativa. La Angiotensina II es un potente constrictor de los vasos de resistencia arterial estimula al sistema nervioso central modifica la respuesta del centro vasomotor bulbar a la aferencia barorreceptora. RETENCION DE SAL Y AGUA TFG Y FSR REDUCIDO ALDOSTERONA SECRETADA Normalización Volumen Presión de sangre 2 Arg 6 His 5 Ile 1 Asp 3 Val 4 Tyr 7 Pro 8 Phe Renina Liberación de Renina Liberación de Renina Enzima convertidora Caída Aguda Volumen de plasma Presión de sangre ANGIOTENSINA II 2 Arg 6 His 5 Ile 1 Asp 3 Val 4 Tyr 7 Pro 8 Phe ANGIOTENSINA I His 10 Leu ANGOTENSINOGENO RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA APARATO YUXTAGLOMERULAR VASO- CONSTRICCION A nivel renal produce disminución de la tasa de filtración glomerular (TFG) y del flujo sanguíneo renal (FSR). A nivel adrenal produce estimulación de la liberación de aldosterona por la corteza suprarrenal, ocasionando retención de sal y agua por el efecto.El sistema renina -angiotensina tiene un tiempo de respuesta de 20 a 30 minutos. Finalmente se logra restaurar el volumen plasmático o presión sanguínea y se inhibe la liberación de renina a través de una retroalimentación negativa. MECANISMOS EXTRÍNSECOSMECANISMOS EXTRÍNSECOS 5 de 9 Menú clic

16 SISTEMA RENINA- ANGIOTENSINA PRESIÓN ARTERIAL, VOLEMIA SISTEMA RENINA- ANGIOTENSINA VASOCONSTRICCION VASOS RENALES CONTRACCIÓN DE LAS CÉLULAS MESANGIALES DEL GLOMÉRULO ANGIOTENSINA II TFG EFECTOS SOBRE EL RIÑON 6 de 8 la AII estimula también la contracción de las células mesangiales del glomérulo, disminuyendo así el área de filtración glomerular: Este efecto, aunque de menor orden, tiende también a disminuir la TFG. clic La respuesta general del organismo a las acción vasoconstrictora de la angiotensina II es elevar la presión arterial. Las acciones de la angiotensina II son fisiológicamente contrarrestados por el óxido nítrico y por las prostaglandinas que actúan como vasodilatadores. clic Menú MECANISMOS EXTRÍNSECOSMECANISMOS EXTRÍNSECOS ACCIONES DE LA AII EN LOS RIÑONES: La angiotensina II ejerce acciones vasoconstrictoras en los vasos renales y sistémicos. Se ha descrito sin embargo, que la arteriola eferente (AE) es más sensible a la AII que la aferente (AA), de manera que a baja secreción de AII, la AE está más contraída y la TFG tiende a mantenerse, pero a mayor secreción la vasoconstricción de las dos arteriolas produce disminución de la TFG. FSR TFG...

17 PRESION ARTERIAL ACCIÓN CONJUNTA DE LOS NERVIOS SIMPÁTICOS Y DEL SISTEMA RENINA ANGIOTENSINA EN UNA HEMORRAGIA. SECRECIÓN DE RENINA PRODUCCIÓN DE ANGIOTENSINA II respuesta PRESIÓN DE LA ARTERIOLA AFERENTE ESTIRAMIENTO DE LAS CÉLULAS YUXTAGLOMERULARES HEMORRAGIA PRESIÓN ARTERIAL CONSTRICCIÓN DE LOS VASOS RENALES ACTIVIDAD DE LOS NERVIOS SIMPÁTICOS RENALES SECRECIÓN DE RENINA respuesta 7 de 9 Menú MECANISMOS EXTRÍNSECOSMECANISMOS EXTRÍNSECOS clic

18 A nivel de la corteza de la glándula suprarrenal estimula la liberación de aldosterona por la corteza suprarrenal, ocasionando retención de sal y retención de agua por el efecto osmótico de la sal. El sistema renina-angiotensina tiene un tiempo de respuesta de 20 a 30 minutos. Al restaurarse el volumen plasmático o la presión sanguínea se inhibe la liberación de renina a través de una retroalimentación negativa. MECANISMOS EXTRÍNSECOSMECANISMOS EXTRÍNSECOS Más acciones de la Angiotensina II: En el sistema nervioso central (SNC) la A II estimula la sed y la secreción de ADH. La AII aumenta la resistencia periférica total como consecuencia del aumento de la vasoconstricción general. Renina LIBERACION RENINA LIBERACION RENINA CAIDA AGUDA VOL. SANGRE PRESION ARTERIAL APARATO YUXTAGLOMERULAR Angiotensina II Aumento de la RPT vasoconstricción arteriolas ADH y sed SNC Aumenta la ingesta y la reabsorción de agua aldosterona corteza adrenal Aumenta reabsorción de sodio. Aumenta la volemia y la presión arterial La suma de todos estos efectos conduce al aumento de la volemia y de la presión arterial. 8 de 9 Menú clic

19 OTRAS SUSTANCIAS QUE AFECTAN LA TFG VASOCONSTRICTORAS VASODILATADORAS PROSTAGLANDINAS LEUCOTRIENOS TROMBOXANO A2 SEROTONINA OXIDO NITRICO PROSTAGLANDINAS DOPAMINA HISTAMINA ACETILCOLINA PÉPTIDO NATRIURÉTICO ATRIAL 1 de 2 Menú MECANISMOS EXTRÍNSECOSMECANISMOS EXTRÍNSECOS

20 Es importante destacar que este sistema requiere mucho tiempo para corregir la presión arterial. Por ejemplo, en una hemorragia, si se mantiene constante la ingesta de líquidos, la volemia aumentará en el tiempo hasta que sea suficiente como para restablecer el nivel de presión arterial que existía antes de la hemorragia. En este sentido es fundamental recordar que cuando aumenta la presión de perfusión arterial aumenta la excreción urinaria, y cuando la presión arterial disminuye se reduce la eliminación de orina. El volumen sanguíneo está determinado fundamentalmente por el balance de líquido corporal, el cual, a su vez, está relacionado con: la velocidad de ingesta líquida la pérdida extrarrenal de líquidos la excreción y reabsorción urinaria de sodio y agua. La retroalimentación en este circuito de control se establece por el hecho de que el volumen sanguíneo es un determinante de la presión arterial, la cual a su vez influye sobre la excreción de orina, completando de esta manera el circuito. Se ha podido apreciar que existe una interacción entre los mecanismos de regulación renal y cardiovascular, es por esto que se considera al sistema renal-líquido corporal como un componente importante del sistema de control cardiovascular para la regulación de la volemia. Este mecanismo de control actúa por retroalimentación negativa y está adaptado para mantener la presión arterial normal: MECANISMOS EXTRÍNSECOSMECANISMOS EXTRÍNSECOS RESUMEN FINAL 2 de 2 Menú

21 CONCLUSIONES En esta clase se explicaron los mecanismos más importante que intervienen en la regulación de la TFG. La autorregulación de la TFG es el mecanismo intrínseco que tiende a mantener constante la TFG y minimizar la pérdida de agua y solutos cuando ocurren aumentos de la presión arterial. Se describieron los dos mecanismos propuestos que explican el fenómeno de autorregulación. Entre los mecanismos extrínsecos se explicó la participación del sistema renina-angiotensina y la actividad de los nervios renales. Estos minimizan la caída del flujo sanguíneo renal y de la TFG cuando ocurren descensos de la volemia y/o presión arterial. Se describieron las acciones renales y extrarrenales de la angiotensina II, así como la de otras sustancias que fisiológicamente tienen acciones vasodilatadoras o vasoconstrictoras sobre los vasos renales. En síntesis se dio una visión integral de la regulación de la TFG y su importancia para garantizar la función renal aún dentro de variaciones de la presión arterial. También se dio a conocer cómo los riñones contribuyen notablemente al mantenimiento de la presión arterial. FIN


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