FILTRACIÓN GLOMERULAR 51:54

La filtración glomerular es la salida de líquido desde los capilares glomerulares a la cápsula. Sustancia a eliminar Sustancia que no debe ser eliminada FILTRACIÓN

El corazón bombea 5 l/min de sangre En el glomérulo renal se filtran 125 ml de líquido por minuto. Esto se denomina filtrado glomerular El 25% (1.25 l/min) van al riñón El 55% (690 ml/min) es plasma El 99 % del filtrado se reabsorbe El 20 % (125 ml/min) del plasma se filtra Aprox. el 1 % del filtrado (1 ml/min) se excreta El corazón bombea 5 l/min de sangre

La presión hidrostática capilar es relativamente elevada

La permeabilidad de la barrera glomerular depende del tamaño y de la carga Agua, sales, nutrientes podocitos Lámina basal endotelio proteínas Soluto positivo neutro negativo (concentración en el filtrado/concentración en plasma) Coeficiente de filtración Células proteínas muy negativo Misma composición que el plasma (menos las proteínas) Tamaño (radio Stokes-Einstein nm) B HARALDSSON, J NYSTRO M, AND W. DEE Properties of the Glomerular Barrier and Mechanisms of Proteinuria Physiol Rev 88: 451–487, 2008

La barrera de filtración está formada por varias capas podocito - Colagen IV Laminin Heparan sulfato glicocalix diafragma Lámina basal endotelio G Jarad and JH Miner Update on the glomerular filtration barrier Curr Opin Nephrol Hypertens. 2009 May ; 18(3): 226–232

El diafragma de la hendidura está formado por varias proteínas podocito Protocadherina FAT1 nefrina trpc6 Cadherina VE actina Cadherina P sinaptopondina neph1 podocina nefrina Integrina α3β1 distroglicano Lámina basal laminina agrina Patrakka J, Tryggvason K Molecular make-up of the glomerular filtration barrier. Biochem Biophys Res Commun. 2010 May 21;396(1):164-9

En el síndrome nefrótico la membrana glomerular se hace permeable a las proteínas y se produce hipoproteinemia y edema proteínas edema

Se puede producir por anomalías congénitas en las proteínas de los podocitos Nefrina Podocina Laminina β2 α-actinina-4 TRPC6 Sinaptopodina Síndrome nefrótico congénito de tipo finlandés (CNF) Síndrome nefrótico resistente a corticosteroides(SRNS) Síndrome de Pierson Glomeruloesclerosis segmental focal (FSGS) FSGS FSGS esporádica Autosómico recesivo Autosómico dominante Proteinuria masiva en útero y síndrome nefrótico postnatal Severidad variable. Resistente a corticosteroides Nefrosis postnatal, esclerosis mesangial Proteinuria en adolescente, progresión en el adulto Proteinuria en adolescencia, progresión en el adulto FSGS en pacientes chinos A Greka and P Munde Cell Biology and Pathology of Podocytes Annu Rev Physiol . 2012 ; 74: 299–323

(minimal change disease) La causa más frecuente es la enfermedad de cambios mínimos MCD (minimal change disease) NORMAL

En el síndrome nefrótico hay proteinuria y el síndrome nefrítico hematuria

Filtración glomerular = Kf x (Pcapilar – Pcápsula – pcapilar) La presión hidrostática capilar favorece la filtración, y la presión oncótica capilar la dificulta. Presión hidrostática en la cápsula = 15 mmHg Presión oncótica capilar = 25 mmHg Presión hidrostática capilar = 60 mmHg Filtración glomerular = Kf x (Pcapilar – Pcápsula – pcapilar) Coeficiente de filtración Presión hidrostática capilar Presión hidrostática en la cápsula Presión oncótica del plasma

La presión hidrostática capilar disminuye ligeramente a lo largo del capilar presión hidrostática capilar 61 mmHg presión hidrostática capilar 59 mmHg inicio final Dirección del flujo

presión oncótica capilar 33 mmHg presión oncótica capilar 21 mmHg La presión oncótica capilar aumenta a lo largo del capilar presión oncótica capilar 33 mmHg presión oncótica capilar 21 mmHg Salida de agua inicio final Dirección del flujo

La presión neta de filtración disminuye a lo largo del capilar P neta de filtración 25 mmHg P neta de filtración 11 mmHg 21 mmHg 61 mmHg 33 mmHg 59 mmHg Presión hidrostática en la cápsula = 15 mmHg inicio final

La presión neta de filtración disminuye a lo largo del capilar 10 20 30 40 50 60 Presión neta de filtración Presión hidrostática capilar PRESIÓN (mmHg) Presión oncótica capilar Presión hidrostática en la cápsula inicio final Longitud del capilar

Amplia variación individual La tasa de filtración glomerular es el volumen que se filtra en los dos riñones por minuto Valor normal = 125 ml/min Amplia variación individual Depende del tamaño corporal (se expresa en proporción a la superficie corporal) Disminuye con la edad 6.3 ml/min/1.73m2 por década Varones 130 ml/min Mujeres 120 ml/min Aumenta con la ingesta proteica Se estima por el aclaramiento de inulina o creatinina

Aumenta la presión hidrostática capilar La filtración glomerular aumenta si: Aumenta la presión hidrostática capilar Aumenta el flujo sanguíneo renal

Si aumenta la presión hidrostática capilar aumenta la filtración glomerular

presión oncótica capilar presión oncótica capilar Si aumenta el flujo sanguíneo renal las proteínas se concentran menos y disminuye la presión oncótica capilar inicio presión oncótica capilar Salida de agua final Flujo sanguíneo presión oncótica capilar Salida de agua Flujo sanguíneo

Contracción arteriola Contracción arteriola La arteriola aferente tiene un mayor efecto sobre el filtrado glomerular que la eferente Presión glomerular Contracción arteriola aferente Filtrado glomerular Flujo sanguíneo Presión glomerular Contracción arteriola eferente Filtrado glomerular Flujo sanguíneo

Filtración glomerular Los vasodilatadores tienden a aumentar la filtración glomerular y los vasoconstrictores a disminuirla, excepto la angiotensina II VASOCONSTRICTORES Adrenalina Noradrenalina Endotelina Angiotensina II (actúa en la a. eferente) VASODILATADORES Prostaglandinas (PGI2, PGE2) Óxido nítrico Bradikinina Filtración glomerular Flujo sanguíneo (impide que baje)

La angiotensina II produce vasoconstricción de la arteriola eferente, para mantener la presión glomerular cuando la presión arterial baja mucho Angiotensina II P arterial PRESIÓN (mmHg) A. aferente Capilares glomerulares A. eferente Capilares peritubulares

El coeficiente de filtración Kf disminuye por la contracción de las células mesangiales mesangio CONTRAEN: Angiotensina II Endotelina-1 RELAJA: Péptido atrial natriurético

La presión hidrostática en la cápsula puede aumentar por una obstrucción tubular o de las vías urinarias obstrucción

El filtrado glomerular debe mantenerse constante Se filtran 125 ml/min Se reabsorben 124 ml/min Se excreta 1 ml/min Se filtran 130 ml/min Se reabsorben 124 ml/min Se excretan 6 ml/min (8,6 L/día)

PRESIÓN ARTERIAL SISTÉMICA (mmHg) El filtrado glomerular tiende a mantenerse constante Respuesta miogénica Sistema renina-angiotensina Retroalimentación tubuloglomerular Filtrado glomerular (ml/min) 125 Presión arterial normal 40 80 120 160 200 240 PRESIÓN ARTERIAL SISTÉMICA (mmHg)

La autorregulación del flujo sanguíneo renal y del filtrado glomerular se debe en parte a la contracción miogénica de la arteriola aferente eferente presión arterial aferente

presión arterial Respuesta miogénica La autorregulación del flujo sanguíneo renal y del filtrado glomerular se debe en parte a la contracción miogénica de la arteriola aferente eferente presión arterial aferente Respuesta miogénica

La disminución de la presión arterial estimula la producción de angiotensina II eferente presión arterial aferente renina Angiotensina II

La angiotensina II tiende a mantener constante la filtración glomerular contrayendo la arteriola eferente eferente presión arterial aferente Angiotensina II renina Angiotensina II

La autorregulación del flujo sanguíneo renal y del filtrado glomerular se debe a la retroalimentación túbuloglomerular Mácula densa Túbulo distal Mácula densa

Si aumenta el filtrado glomerular llega más sodio a la mácula densa en el túbulo distal Cl- Na+ Cl- Na+ Cl- Na+ presión arterial

Entra sodio en las células de la mácula densa Na+ K+ Cl- Na+ Na+ Cl- Na+ Cl-

Entra agua en las células de la mácula densa y estas aumentan de volumen Na+ Na+ Cl- Na+ Cl- Cl- Cl- Na+ H2O Na+ Cl- Cl- Na+

Las células de la mácula densa liberan un vasoconstrictor que actúa en la arteriola aferente Na+ Na+ Cl- Na+ Cl- Cl- Cl- Na+ Na+ Cl- Cl- Na+

El vasoconstrictor puede ser adenosina actuando en receptores A1 presión inyección inyección control Presión (mmHg) Knockout receptor A1 R Brown, A Ollerstam, BJohansson, O Skøtt, S Gebre-Medhin, B Fredholm, A E G. Persson Abolished tubuloglomerular feedback and increased plasma renin in adenosine A1 receptor-deficient mice American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 2001 281: R1362-R1367

El vasoconstrictor puede ser adenosina actuando en receptores A1 o ATP actuando en receptores P2x Músculo liso Ca2+ IP3 CONTRACCIÓN Ca2+ DAG PKC Ca2+ PLC (-) P2X BK A1 K+ adenosina ATP adenosina K+ ADP Mácula densa ATP Na+ 2Cl- Na+ K+ M Burke, MR Pabbidi, J Farley and RJ Roma Molecular Mechanisms of Renal Blood Flow Autoregulation Current Vascular Pharmacology, 2014, 12, 845-858

La mácula densa produce óxido nítrico y prostaglandina E2 que amortiguan la vasoconstricción Tinción para nNOS Wilcox et al. PNAS 89:1193, 1992

La disminución de la angiotensina II produce dilatación de la arteriola eferente Renina Angiotensina II Arteriola eferente Cl- Na+ Na+ Cl- Na+ Cl-

Aumenta el filtrado glomerular La vasoconstricción de la arteriola aferente y la vasodilatación de la arteriola eferente tiende a disminuir el filtrado glomerular Aumenta el filtrado glomerular presión arterial

El filtrado glomerular se normaliza La vasoconstricción de la arteriola aferente y la vasodilatación de la arteriola eferente tiende a disminuir el filtrado glomerular Vasoconstrictor Angiotensina II El filtrado glomerular se normaliza contracción relajación

flujo en la mácula densa Contracción a. aferente Retroalimentación túbuloglomerular presión arterial filtrado glomerular flujo en la mácula densa vasoconstrictor Angiotensina II Contracción a. aferente Dilatación a. eferente filtrado glomerular