EXPOSITORES:López Cárdenas, Gustavo

López Pérez, LuisLópez Salas, Angel

López Vega, Jackeline.

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(UNIVERSIDAD DEL PERÚ, DECANA DE AMERICA)

FACULTAD DE MEDICINA E. A. P. MEDICINA HUMANA

FISIOLOGIA HUMANA

SEMINARIO N.20FISIOLOGIA Y FISIOPATOLOGIA

RENAL EN ALTURA

CAMBIOS HEMODINÁMICOS RENALES Y FILTRADO

GLOMERULAR EN ALTURA.

LÓPEZ CÁRDENAS, GUSTAVO

FUNCION TUBULAR: MANEJO DE AGUA EN ALTURA

Regulación del equilibrio hídrico y electrolítico.

Excreción de productos metabólicos de desecho, sustancias químicas extrañas, fármacos y metabolitos de hormonas.

Regulación de la presión arterial.

Regulación del equilibrio Acido-básico.

Regulación de la producción de eritrocitos.

Regulación de 1,25-dihidroxivitamina D3

Síntesis de glucosa

FUNCIÓN RENAL EN EL NATIVO ANDINO

HIPOXEMIA

POLICITEMIA

En altura, el consumo de O2 renal debe ser igual al nivel del mar, a fin de mantener la energía requerida para la homeostasis en

presencia de una baja presión de O2 ambiental.

POLICITEMIA SECUNDARIA

• Poco O2 en el aire respirado.• El O2 no llega a los tejidos como en la

insuficiencia cardiaca.

ERITROPOYESIS

POLICITEMIA FISIOLÓGICA

4300-5600 msnm

Recuento sanguíneo 6-7 millones/mm3

CIRCULACIÓN RENAL

FUERZA DE ULTRAFILTRACIÓN

Presión hidrostática dentro del glomérulo.

Viscosidad de la sangre glomerular

Vasoconstricción de arteria aferente y

eferente.

Hcto resistencia al flujo sanguíneoviscosidad

ARTERIOLAS AFERENTES Y EFERENTES

INERVACION VASOCONSTRICTORA

VASOCONSTRICCIÓN RENAL

HIPOXIA

HIPERCAPNIA

EMOCIONES FUERTES

TASA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR (TFG)Se usa materiales que:• Filtren libremente.• No debe ser reabsorbido ni secretado por los túbulos.INULINA (100-150 ml/min) «125 ml/min»

FLUJO PLASMÁTICO RENAL (FPR)Se usa materiales que:• Se extraigan totalmente a su paso por el riñón.PARA-AMINOHIPURATO (PAH) «Extracción 90%» • NO EXISTE UNA SUSTANCIA QUE SE EXTRAIGA TOTALMENTE DE LA SANGRE

A SU PASO POR LOS RIÑONES.FLUJO PLASMATICO RENAL EFECTIVO (FPRE) = D(PAH)

FLUJO SANGUINEO RENAL (FSR)FRACCION DE FILTRACIÓN (FF)

HEMODINAMICA RENAL EN EL NATIVO DE ALTURA

CAPACIDAD RENAL DEL

RIÑÓN

TFG

FUNCIONES TUBULARES

FPR

Evaluaron 5 PTS que vivían en altura Perú, usaron Inulina y PAH Disminución de 11% de la filtración glomerular Disminución de 52% en el flujo plasmático renal efectivo Incremento en 89% en la fracción de filtración

n:5

n:5

Monge-CC; Lozano R; Marchena C; Whittembury J.(1969) Kidney function in the high-altitude native. Fed Proc. 28(3): 1199-1203

En estudios de función renal realizados en nativos de altura y en residentes de Morococha 4500m

TFG

FPREFF

HEMATOCRITO FPRE FPT

HCTO FF

HTO VISCOSIDAD

VISCOSIDAD

FPRE

TFG

FF

FSR

FSR

TFG

FPRE

FPT

HCO VISCOSIDAD

FF

PiO2

PB

HIPOXIA

MANEJO TUBULAR DEL H2O

T.C.P.Reabsorción del

65 %

Rama descendente del Asa de Henle:

20 %

Reabsorción del 99% del H2O filtrada

T.C.D. Final y Túbulo colector:

(en presencia de ADH)14 %

Monge C. Fisiología Renal. En el Reto Fisiológico de vivir en los Andes

CAPACIDAD DE CONCENTRACION URINARIA MAXIMA

Conclusión: la capacidad de concentración urinaria estaba conservada en los nativos de altura.

CAPACIDAD MAXIMA DE ABSORCION TUBULAR DEL AGUA LIBRE

``Es nuevamente sorprendente la capacidad del riñón de altura de administrar el manejo de agua libre con la misma eficiencia con que lo hace en sujetos a nivel del mar`` Monge C. Fisiología Renal. En el Reto Fisiológico de vivir en los Andes

3. Función tubular:Manejo de electrolitos en la altura

López Pérez Luis Alberto

Electrolito

• Partícula con carga en solución (anión-catión)• Equilibrio medio intracelular-extracelular

(canales iónicos)• Actividad nerviosa y muscular• Buffer• Balance de electrolitos Homeostasis

SODIO (Na+)

• Determina el volumen del líquido extracelular y sanguíneo

• Na+ Volumen sanguíneo Presión arterial• Aldosterona- FNA(factor nautriurético arterial)• Riñón regula P.A.

Reabsorción de Na+•Se reabsorbe el 67% de Na+ filtrado junto con agua •El Na+ se reabsorbe junto con glucosa, aa, fosfatos

Túbulo contorneado

proximal

•Se reabsorbe 25% del Na+•Zona impermeable al agua

Rama ascendente gruesa del asa de

Henle

•Reabsorben aproximadamente 8% del Na+•Aldosterona

Túbulo contorneado distal y túbulo colector

Potasio (K+)

• Determina el potencial de membrana en reposo (nervio, músculo esquelético y cardiaco).

• 98% intracelular• Excreción urinaria de K+ = Ingesta de K+

(equilibrio externo del K+)• Equilibro interno del K+

Reabsorción de K+

•Se reabsorbe 67% del K+Túbulo

contorneado proximal

•20% de K+Rama ascendente gruesa del asa de

Henle

•Aldosterona•No siempre se reabsorbe K+, depende de requerimientos.

Túbulo contorneado distal y túbulos

colectores

Fosfato:

• Huesos 85%• Buffer-H+ urinario• Ácidos nucleicos• Moléculas energéticas ATP• Fosfato sin ligar a proteínas 90% Filtración Glom.

15%

Reabsorción de fosfato

• 70% se reabsorbe en el túbulo contorneado proximal

• 15% se reabsorbe en el túbulo recto proximal

Túbulo contorn

eado proximal

•PTH(paratohormona): inhibe la reabsorción de fosfato Fosfaturia•Tampón de H+ urinario

Calcio:

• 99% Huesos• 40% unido a proteínas• 10% unido a ácidos

orgánicos como citratos o fosfatos

• 50% ionizado (activa fisiol.)

1%

Reabsorción de calcio

•67% del calcio filtradoTúbulo

contorneado proximal

•25% del calcio filtradoRama ascendente gruesa del asa de

Henle

•8% del calcio filtradoTúbulo

contorneado distal

Reabsorción de Magnesio:

•30% de la filtración glomerular

Túbulo contorneado

proximal

•60% de la F.G.Rama ascendente del asa de Henle

•5% de la F.G.Túbulo

contorneado distal

Investigación realizada en el Departamento de Urología del Instituto Médico de Posgrado de la Universidad de

Punjab en Lahore (Pakistán)-1998

• Muestra: 12 adultos normales, sin enfermedades debilitantes y normotensos

• Rawalpindi (500 msnm), ciudad pakistaní.• Khunjrab (4700 msnm), ciudad pakistaní.

Se tomaron 4 muestras de orina de 24 horas:

• Primera muestra: en Rawalpindi (R1), antes de partir.

• Segunda muestra: en Khunjrab (K1), al llegar.• Tercera muestra: en Khunjrab (K2), al 4to día.• Cuarta muestra: en Rawalpindi (R2), al

retornar al punto de partida.

Rawalpindi: 500 msnmKhunjrab: 4700 msnm

Se midieron los siguientes parámetros:

• pH• Volúmen urinario• Excreción de electrolitos

Con respecto al volumen urinario se obtuvieron los siguientes resultados:

(Lugar: Media/ Desviación estándar, unidades)

• R1: 735 / 255.61 ml• K1: 473 / 136.67 ml• K2: 1538 / 168.95 ml• R2: 700.00 / 240.24 ml

Se obtuvieron los siguientes valores de pH

(Lugar: Media/ Desviación estándar)

• R1: 5.55 / 0.34• K1: 6.0 / 0.58• K2: 5.59 / 0.58• R2: 5.50 / 0.35

• Poca diuresis en altura, mala adaptación.• del pH, hiperventilación.• Conservación de potasio en altura• Caída inicial de Na+ y posterior natriuresis

junto con diuresis• Disminución en la excreción de calcio para

preservar la función nerviosa y muscular.• Proteinuria marcada con el ascenso y

posterior reducción.

4. Función tubular: Equilibrio ácido-base en la altura

• pH normal de 7.40• Existen diversos sistemas buffer• Hb, Proteínas, Fosfato, bicarbonato, amoniaco

Regulación renal del equilibro ácido-base

• Diariamentese excreta 4400 meq de H+ y 4320 meq de HCO3

• El H+ y el HCO3 se titulan y el HCO3 se reabsorbe• El 80 meq restante da las características ácidas a la

orina• El exceso de H+ se excreta mayormente por medio

de buffers, y una minoría de forma iónica (0.03meq)

Reabsorción de bicarbonato

Sistema buffer Fosfato

HCO3 “nuevo”

Sistema buffer amoniacoCapilar

Luz tubular

Sensible intensamente a la acidosis

En altura…

1) Nativo de Altura

2) Exposición aguda a hipoxia hipobárica

1) En nativo de altura:• Nueva condición de equilibrio ácido-base• PaCO2: disminuida (perdida de sensibilidad de los

quimiorreceptores)• Frecuencia respiratoria no está aumentada• mecanismos de regulación intactos (acidosis

inducida, HCO3 en sangre) • Hemoglobina y hematocrito• Mitocondrias

2) En hipoxia aguda hipobarométrica:• Persona de nivel del mar que asciende (mal de

montaña agudo)• Estimulación de quimiorreceptores

Hiperventilación• Alcalosis respiratoria (compensación: acidosis

metabólica) Reabsorción de HCO3

UNMSM-FISIOLOGIA HUMANAJackeline López vega

FUNCION RENAL

HIPOXIA

VAMOS AL SERUMS !!!

EXAMENES PARA EVALUAR LA FUNCION RENAL•NITROGENO UREICO•CREATININA EN SANGRE•DEPURACION DE CREATININA

CAMBIO HORMONAL

REGULACIÓN HORMONAL DEL RIÑÓN

ADH

ALDOSTERONA Y SRAA

PEPTIDO NATRIURETICO AURICULAR

ADH

Hormona producida por el hipotálamo y secretada por la hipófisis.Evita una perdida excesiva de agua en orina, volviéndola mas concentrada.

Aum

ento

de

la

osm

olar

idad

de

l pla

sma

Osmorreceptores(hipotálamo)

Plasma concentrado

Produce sensaciones de sed

Aumenta la cantidad de ADH liberada

Causas:La deshidratación debido a la mayor tasa de vapor de agua que se

pierde desde los pulmones

Función Renal y Cambios HormonalesNIVEL DEL MAR ALTURA

Un incremento de osmolaridad plasmática estimula osmorreceptores en hipotálamo (umbral osmótico=280 mOsmol/L), los cuales estimulan la liberación de ADH almacenada, con la continua absorción de agua a nivel de TC y TCD.

El ascenso a grandes alturas provoca un aumento del cortisol sérico, el cual retarda la liberación de ADH, lo que se resume en un aumento del umbral osmótico=290 mosmol/L(curva hacia la derecha) y un efecto indirecto sobre la función renal.

ADH

JCEM (1965); 25: 1481–1492

ALDOSTERONA Y SRAA

Función Renal y Cambios Hormonales

ANP Adosterona

La hipoxia puede reducir la secreción de aldosterona por inhibición directa de la secreción de las células adrenales de la glomerulosa. Endocrinology 1992 130: 88–92

AJP (1990); 258: 243-248

Función Renal y Cambios Hormonales

El presente estudio demostró claramente una supresión de la expresión génica renal de renina durante la hipoxia crónica (en contraste a la hipoxia aguda) en ratas, debido a las acciones inhibitorias de endotelinas sobre el sistema renina y presumiblemente también debido a una respuesta compensatoria al aumentar la presión sanguínea inducida por hipoxia.

Nephrol Dial Transplant (2000); 15:11-15

PEPTIDO NATRIURETICO AURICULARPEPTIDO NATRIURETICO AURICULAR

Función Renal y Cambios Hormonales

Una disminución en la tensión de oxígeno (hipoxia) resulta en aumento de la síntesis de péptidos natriuréticos.

ANP

Int J Physiol Pathophysiol Pharmacol (2011); 3(3): 191–201

Función Renal y Cambios Hormonales

Genes de péptidos natriuréticos tienen elementos de respuesta a hipoxia en la región promotora.

ANP es un potente diurético, natriurético y vasodilatador que se sintetiza y se libera principalmente de miocitos auriculares, pero también se encuentra en el tejido ventricular (BNP)

ANP

AJP (2009); 296 :257-264 Biochem. J. (2003); 370: 149-157

FUNCIÓN RENAL Y HORMONAS

FUNCIÓN RENAL Y HORMONAS• La noradrenalina, adrenalina y endotelial producen constricción de los vasos sanguíneos

renales y disminuye la TFG.

La angiotensina II constriñe las arteriolas eferentes, es una hormona que se forma en lo riñones y en la circulación general. Al haber un aumento en la formación de angiotensina II, aumenta también la PG al tiempo que disminuye el flujo sanguíneo renal. Las concentraciones elevadas de angiotensina II en una dieta con poco sodio o agotamiento de volumen ayudan a mantener la TFG y la excreción normal de los productos de desecho, como urea y creatinina; al mismo tiempo la constricción de las arteriolas eferentes inducirá a la reabsorción y agua, lo ayudará a restablecer el volumen sanguíneo y la presión arterial.

• Las prostaglandinas (PGE2 y PGI2) y la bradicina tienden a aumentar la TFG ya que estas hormonas producen vasodilatación y aumento del flujo sanguíneo renal. Pueden amortiguar los efectos vasoconstrictores renales de los nervios simpáticos o de la angiotensina II.

OXIGENACION EN LA ALTURA-CAMBIOS MORFOLÓGICOS DEL RIÑON

OXIGENACIÓN EN LA ALTURA

OXIGENACIÓN EN LA ALTURA

J Travel Med (2010); 17: 48–62

52 mmHg

80 mmHg

86 %

Contenido de O2 : 17 ml/100 ml

428 mmHg

Estos estudios demuestran que la sensibilidad de oxígeno de la vía androgénica es una propiedad única, constitutiva de 18-hidroxilasa, la enzima que cataliza la conversión de corticosterona a aldosterona.

Endocrinology (1992); 130: 88-92

Función Renal y Cambios Hormonales

Journal of Applied Physiology (2002); 92: 2097-2104

-A pesar de los signos de la estimulación simpática en general (aumento de la FC, PAM, el gasto cardíaco y la ventilación por minuto), el aumento de la actividad nerviosa simpática renal no era lo suficientemente poderoso como para inducir un incremento en los niveles de PRA y de sodio y / o la retención de agua durante la hipoxia.

-Aumento de la diuresis y natriuresis durante la hipoxia corresponde principalmente con una disminución de la angiotensina II y la concentración plasmática de aldosterona.

Función Renal y Cambios Hormonales

En el riñón adulto, HIF-2 α y la ARNm eritropoyetina se localizan sólo en fibroblastos intersticiales, lo que hace a este tipo de célula clave para la síntesis de eritropoyetina renal, regulado por HIF-2 α.

Kidney International (2010) 77, 312–318

EPO

Hematocrito

Cambios morfológicos del riñón en la altura

Bulletin of Experimental Biology and Medicine (1997); 124: 820-822

•Nativos:-Glomérulos más grandes en niños que nacen en altura (glomerulomegalia)-Cambios similares en niños con enfermedades cianóticas (hipoxemia)

•IRC:-Los cambios en el peso relativo de los riñones y en la actividad mitótica en la corteza y la médula se comparan en las ratas nefrectomizadas en el valle y en condiciones de gran altitud. La velocidad de los procesos de compensación es menor a mayor altitud que en el valle. A grandes altitudes, la hipertrofia renal y la actividad mitótica de las células renales están disminuidos.

Naeye R. Circ. Res. 1965;16;33-38

“El habitante de altura tendría menor riesgo de desarrollar enfermedad renal terminal a causa de su alto hematocrito”

Nephrol. Dial. Transplant. (2003) 18 (5): 899-905

CASO CLINICO

• EXPOSITOR: LOPEZ SALAS ANGEL.

CASO: FISIOLOGÍA Y FISIOPATOLOGÍA RENAL EN LA ALTURA

Mujer de 58 años planea un viaje a Morococha (4540 m) y consulta sobre

posibles riesgos por que tiene disminuida su función renal aproximadamente en un 50%, basada en estudios de filtración glomerular y biopsia renal. Su presión arterial está controlada con valsartán (Diovan), 320 mg diarios, y amlodipino (Norvasc), 2,5 mg diarios.

Hace un año, se le encontró que tenía un elevado BUN / creatinina. Todos los estudios para otras causas de la insuficiencia renal fueron negativos, y una biopsia realizada puso de manifiesto la esclerosis global de tres de seis glomérulos, intersticial, fibrosis y atrofia tubular, de leves a moderada, con la participación de 20% a 30% de la corteza. Arterias y arteriolas mostró leve a moderada fibrosis.

Estos hallazgos son compatibles con Insuficiencia renal hipertensiva.

• Determina el pronostico mediante un adecuado análisis anatomoclínico, que puede variar aun dentro de una misma enfermedad

• Evalúa la extensión de la lesión en los glomérulos, túbulos, intersticio y vasos.

• Permite adecuar el tratamiento con uno o mas fármacos según la magnitud de la lesión renal y la forma clínica.

BIOPSIA RENAL

BIOPSIA RENAL

VALSARTAN YAMILODIPINO

ARA II

ELEVADO BUN / CREATININA• Se presenta en ambos tipos de Insuficiencias

renales.• Urea:Pueden aparecer niveles de urea

elevados debidos a cambios en la dieta, a enfermedades que empeoren la función renal (en nuestro caso, la Hipertensión Arterial).

• Creatinina:La medición de la creatinina es la manera más simple de monitorizar la correcta función de los riñones.

Recordar: Valores altos por muchas causas, quiza la mas

imporante es la disfuncion renal.

1. FILTRACIÓN GLOMERULAR.

2. REABSORCIÓN TUBULAR.

3. SECRECIÓN TUBULAR.

PROCESOS DE FUNCIONAMIENTO RENAL

Extraído de clases de Dra. Elydia Mujica

La urea y la creatinina se filtran libremente en el

glomérulo

Extraído de clases de Dra. Elydia Mujica

TASA DE REABSORCIÓN POR LOS RIÑONES DE DIFERENTES SUSTANCIAS

Sustancia % de la carga filtrada que se reabsorbe

Glucosa Bicarbonato Sodio Cloro Potasio Urea Creatinina Agua

100.0 > 99.9 99.4 99.1 85.0 50.0 0.0 99.0

El riñón juega un papel fundamental dentro de la regulación de la presión arterial.

A más presión arterial, el riñón produce más orina. Existe una relación entre la presión arterial y la diuresis (eliminación de orina por parte del riñón).

Se pretende disminuir el nivel del líquido extracelular (diuréticos)

Mecanismo de regulación renal

El riñón cumple un papel muy importante dentro de la regulación de la presión arterial, cuando los niveles de presión arterial descienden.

El riñón es el órgano encargado de la filtración de la sangre para depurarla de sustancias tóxicas, además es productor de sustancias que ayudan a regular la producción de los glóbulos rojos, la eritropoyetina, y que intervienen en el mantenimiento de la presión arterial: la renina.

El riñón participa en los mecanismos reguladores de la presión arterial y en el mantenimiento del volumen sanguíneo, está implicado en el desarrollo de hipertensión cuando alguna de sus muchas funciones no se ejecuta de forma adecuada y es el órgano diana de la hipertensión, ya que es uno de los que más daño sufre cuando las cifras de presión se mantiene permanentemente elevadas.

Mecanismo de regulación renal en la presión arterial:

• Perdida de la función renal que ocasiona la retención de sustancias nitrogenadas, expresada por elevación de la urea y la creatinina plasmáticas.

• Las funciones del riñón, como la regulación del contenido y distribución del agua corporal y electrolitos, el equilibrio acido base, la presión arterial y la participación en la producción eritrocitaria también se alteran en la insuficiencia renal.

INSUFICIENCIA RENAL

• Disminución brusca, sostenida y potencialmente reversible de la función renal (filtración glomerular), lo que origina un incremento en sangre de urea y creatinina (azoemia)

INSUFICIENCIA RENALAGUDA

• Elevación de la urea y creatinina en meses (mas de 3 meses). Se debe a la perdida progresiva e irreversible de unidades nefronales. La perdida de glomérulos reduce el filtrado glomerular global, al tiempo que sobrecarga a los glomérulos residuales. La perdida de las nefronas correspondientes reduce la síntesis de vitamina D3, eritropoyetina y bicarbonato, y aumenta la fibrosis intersticial, reduciendo el tamaño de los riñones.

INSUFICIENCIA RENALCRONICA

• La pérdida de nefronas funcionales exige que las nefronas supervivientes excreten más agua y solutos.

• Al contrario que los electrolitos, muchos de los productos de desecho del metabolismo, como la urea y la creatinina, se acumulan casi en proporción con el número de nefronas que se han destruido.

NEFRONA EN LA IRC

La razón de esto es que sustancias como la creatinina y

la urea dependen en gran medida de la filtración

glomerular para su excreción.

INSUFICIENCIA RENAL CRONICA

• El tratamiento de la hipertensión arterial con antagonistas de enzima convertidora de Angiotensina y bloqueadores de los receptores de Angiotensina II retarda la progresión del daño renal por la mejora del flujo glomerular reduciendo la presión en los capilares glomerulares y por tanto la filtración de proteínas, además del efecto proliferativo de la Angiotensina.

Compensación:

-Aumenta FS y FG en nefronas restantes. -Hipertrofia en nefronas restantes.-Dilatación vascular.-Mantenimiento de excreción a expensas de disminuir reabsorción y aumentar la producción en plasma (creatinina).

IRC: Reducción del número de nefronas funcionales

Se define como el deterioro progresivo y persistente (más de tres meses) de la TFG, lo que lleva a una perdida de la función renal (depuración de creatinina), al Síndrome Urémico y a la muerte si no se suple la función renal.

IRC

Nefroesclerosis/ Glomeruloesclerosis

-Inflamación/fibrosis glomerular.-Proteinuria.-Creatinina sérica aumentada.-Isostenuria.

Hipertensión/Diabetes

+ Síndrome nefrótico(Glomerulonefritis crónica)

• La paciente debido a la insuficiencia renal que presenta, seria recomendable que no viajara a Morococha.

• Disminuirá mas su TFG, su FPRE (por lo tanto el nivel de urea y creatina en sangre aumentaría).

• Los mecanismos de compensación (como la liberación de EPO, estaría disminuido, por el dano renal)

CONCLUSION

GRACIAS !!!!