Fisiología renal

Fisiología Renal Dr Raymed Bacallao
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Fisiología Renal:
Diplomado de Nefrología preventiva en la comunidad
El presente texto está dividido en varias secciones, las cuales pueden ser identificadas por el lector, pues el subtítulo correspondiente aparecerá subrayado. Los números que se utilizan para la denominación de las diferentes fórmulas sólo son válidos para cada sección. En el texto se encuentran insertadas diapositivas de power point, que nos servirán para ilustrar aspectos que se explican con mayor profundidad en el texto (aun cuando la intención no fue repetir dos veces la misma información). A continuación presentamos un breve índice del tema, que les facilitará acceder directamente a las diferentes secciones:
1. Generalidades, Breve revisión anatómica y Filtración glomerular………………………………………2
2. Regulación de la tasa de filtración glomerular y el flujo plasmático renal…………………………24
3. Evaluación de la circulación renal…………………………………………………………………………………….33
4. Distribución del agua entre los espacios intracelular y extracelulular………………………………40
5. Transporte tubular…………………………………………………………………………………………………………..46
6. Sistema renina-angiotensina……………………………………………………………………………………………76
7. Aldosterona y péptidos natriuréticos……………………………………………………………………………….81
8. Manejo renal del potasio y el calcio…………………………………………………………………………………88
9. Concentración urinaria. Mecanismo multiplicador contracorriente…………………………………92
10. Micción………………………………………………………………………………………………………………………….108
11. Homeostasis ácido-base…………………………………………………………………………………………………114
12. Bibliografía recomendada………………………………………………………………………………………………139

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Generalidades:
Los dos riñones están situados hacia la pared posterior del abdomen, por fuera de la cavidad
peritoneal, en posición retroperitoneal. En un hombre adulto, cada riñón pesa entre 150 - 170
gramos y tiene el tamaño aproximado de un puño cerrado (alrededor de 12 cm de largo, por 6 cm
de ancho y 3 cm de profundidad). La cara interna de cada riñón tiene una región en forma de
muesca, llamada hilio, a través de la cual pasan la arteria y la vena renal, los linfáticos, los nervios y
el uréter que lleva la orina final desde el riñón a la vejiga, donde queda acumulada antes de
expulsarse al exterior. Si se practica un corte longitudinal del riñón se pueden distinguir dos zonas,
la corteza renal hacia el exterior y la médula en la región interna. La médula está dividida en
numerosas masas de tejido en forma cónica, llamadas pirámides renales o de Malpighi. La base de
cada pirámide nace en el límite entre la corteza y la médula, y termina en la papila que penetra en
el espacio de la pelvis renal, la cual constituye una prolongación de la parte superior del uréter,
que tiene una forma semejante a un embudo. El borde externo de la pelvis se divide en pequeñas
estructuras de extremos abiertos llamadas cálices mayores, los cuales se dividen a su vez
formando los cálices menores, que recogen la orina de cada papila. Las paredes de los cálices, la
pelvis y el uréter tienen elementos contráctiles que propulsan la orina hacia la vejiga, donde esta
se deposita hasta que se vacía con la micción.

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El riñón normalmente realiza un grupo esencial de funciones:
 Participa en el mantenimiento constante del medio extracelular que es requerido para el
adecuado funcionamiento de todas las células. Esto es conseguido mediante la excreción
de productos de desechos del metabolismo (tales como urea, creatinina y ácido úrico) y
ajustando con exactitud la excreción urinaria de agua y electrólitos a su ingesta y

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producción endógena. El riñón es capaz de regular individualmente la excreción de agua y
solutos como sodio, potasio e hidrógeno a través de cambios en la reabsorción o secreción
tubular.
 Secreta hormonas que participan en la regulación de la hemodinámica sistémica y renal
(renina, angiotensina II, prostaglandinas, óxido nítrico, endotelina, bradiquinina), en la
producción de hematíes (eritropoyetina), metabolismo óseo y fosfocálcico (1,25
dihidroxivitamina D)
 Participa en el catabolismo de péptidos incluidas hormonas y síntesis de glucosa en
condiciones de ayuno (gluconeogénesis)
Morfología renal: La unidad básica funcional del riñón es la nefrona, cada riñón en los humanos
contiene aproximadamente de 1 a 1.3 millones de nefronas. Cada nefrona está constituida por un
glomérulo el cual está conformado por un grupo de asas capilares interpuestas entre dos
arteriolas (aferente y eferente), y un aparato tubular compuesto por una serie de túbulos
(características diferentes) que tienen en común una capa continua de células epiteliales. Los
glomérulos están localizados en la parte exterior del riñón, llamada corteza mientras los túbulos
están presentes tanto en la corteza como en la parte interior del riñón denominada médula.

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El paso inicial para la función excretora del riñón es la formación de un ultrafiltrado de plasma a
través de la barrera de filtración del glomérulo, la cual está formada por una capa de células
endoteliales fenestradas, la membrana basal glomerular y una capa de células epiteliales
viscerales o podocitos (detalles ver PP)

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El ultrafiltrado formado (orina inicial), pasa luego a los túbulos y es modificado en dos sentidos: por reabsorción y secreción tubular. La reabsorción se refiere a la eliminación de sustancias del filtrado, mientras la secreción se refiere a la adición de sustancias al filtrado. Como veremos los diferentes segmentos tubulares hacen contribuciones diferentes a estos procesos.
La orina inicial pasa de del espacio de Bowman al túbulo proximal; este está compuesto anatómicamente por un segmento inicial contorneado y otro recto (pars recta), el cual entra en la parte exterior de la médula. El asa de Henle comienza abruptamente al final de la pars recta presentando dos segmentos, uno delgado y otro grueso, el segmento delgado se subdivide en un segmento descendente y otro ascendente. El asa de Henle tiene forma una estructura en forma de harpa que como luego veremos tiene un papel preponderante en la eliminación de orina concentrada. Es importante hacer notar que la longitud de las asas de Henle no es uniforme; aproximadamente el 40% de las nefronas tienen asas cortas las cuales solo penetran en la parte más exterior de la médula e incluso hay una parte de ellas que se dan vuelta en la propia corteza, éstas asas cortas no tienen segmento ascendente delgado. El 60% restante tiene asas largas que cursan a través de la médula renal y pueden extenderse hasta la papila (porción más interna de la médula). La longitud de las asas está determinada por la localización cortical de los glomérulos que le dieron origen: los glomérulos de la médula externa (alrededor del 30%) solo tienen asas cortas; aquellos de la región yuxtamedular (alrededor del 10%) solo tienen asas largas, mientras los de la corteza intermedia tienen tanto asas cortas como largas.
Las asas gruesas tienen un segmento cortical que regresa a la región del glomérulo de origen. En esta área, donde los túbulos se acercan a la arteriola aferente glomerular se encuentran localizadas células epiteliales tubulares especializadas que conforman la mácula densa. Las células yuxtaglomerulares de la arteriola aferente y de la mácula densa conforman el aparato yuxtaglomerular el cual juega un rol central en la secreción de renina.

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Después de la mácula densa, existen tres segmentos corticales: túbulo contorneado distal,
segmento conector (antes considerado parte del túbulo distal) y el túbulo colector cortical. Los
segmentos conectores de varias nefronas drenan en un mismo túbulo colector. La orina que
abandona el túbulo colector cortical fluye al túbulo colector medular y de este secuencialmente a
los cálices, pelvis, uréter y vejiga.
La división por segmentos de la nefrona se basa en las diferencias de permeabilidad y
características de transporte que implican importantes diferencias en su función. En general el
túbulo proximal y el asa de Henle reabsorben la mayor parte de los solutos y el agua filtrados
mientras los túbulos colectores hacen los pequeños cambios finales en la composición urinaria que
permiten que la excreción de solutos y de agua varíe apropiadamente atendiendo a los cambios en
la ingesta dietética.
Es de destacar que existe una marcada heterogeneidad en la estructura dentro de cada segmento
tubular, particularmente en el túbulo proximal y el túbulo colector cortical. En este último
segmento por ejemplo existen dos tipos de células con funciones muy diferentes: las células
principales que reabsorben sodio y cloro y secretan potasio bajo la influencia de la aldosterona, así
como las células intercaladas que secretan hidrógeno o bicarbonato y reabsorben potasio pero no
juegan ningún papel en el balance del sodio.
Reabsorción y secreción: La tasa de filtración glomerular es como promedio de 135 a 180 litros al
día en un adulto normal. Dado que esto representa un volumen que es más de diez veces el
volumen del líquido extracelular (LEC) y aproximadamente sesenta veces el del plasma, esto

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evidencia que casi todo este líquido debe ser retornado a la circulación sistémica; ello se consigue
mediante la reabsorción tubular y ocurre tanto a través de la célula (transcelular) como por vía
paracelular (entre las células). En la reabsorción transcelular la sustancia en cuestión es
transportada de inicio de la luz tubular a la célula a través de la membrana luminal de la célula
epitelial tubular, luego pasa del citoplasma de la célula al intersticio a través membrana
basolateral y de este a los capilares que rodean los túbulos. En la reabsorción paracelular, la
sustancia a ser reabsorbida pasa desde la luz tubular a través de las uniones intercelulares de las
células adyacentes al intersticio y de este a los capilares peritubulares.
La mayor parte de los solutos reabsorbidos son retornados a la circulación sistémica en forma
intacta; sin embargo algunos solutos son metabolizados dentro de la célula particularmente las
proteínas de bajo peso molecular a nivel del túbulo proximal.
Los solutos también pueden moverse en sentido opuesto, desde el capilar peritubular a través de
la célula a la luz tubular (secreción tubular).
Los solutos filtrados y el agua pueden ser transportados por uno o ambos mecanismos, por
ejemplo, sodio, cloro y agua son reabsorbidos, los iones hidrógeno son secretados, el potasio y el
ácido úrico son tanto reabsorbidos como secretados, la creatinina filtrada es excretada
virtualmente sin cambios, pues esta no se reabsorbe y solo una pequeña parte se añade por
secreción a la orina.
La reabsorción y secreción transcelular de casi todos los solutos es facilitada por proteínas
transportadoras o canales ión específicos; estos mecanismos son esenciales pues la difusión está
limitada por la bicapa lipídica de la membrana celular. La orientación espacial de estos

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transportadores es muy importante pues unos se van a disponer hacia la membrana luminal y otros hacia la basolateral determinado características funcionales diferentes.
Por ejemplo, el sodio filtrado entra a la célula pasivamente por un gradiente electroquímico favorable, pues la bomba activa Na+-K+ ATPasa en la membrana basolateral mantiene bajas concentraciones de sodio en el interior de la célula, lo que además la hace electronegativa. La entrada de sodio ocurre por diversos mecanismos a diferentes niveles del aparato tubular, en el túbulo proximal por el intercambiador Na+/H+ y el cotransportador Na+-glucosa, en la rama ascendente gruesa del asa de Henle es transportado por el transportador Na+-K+-2Cl- y por los canales de sodio a nivel del túbulo colector cortical. El sodio que entra a la célula es entonces retornado a la circulación sistémica por la bomba Na+-K+ ATPasa de la membrana basolateral. La eliminación de sodio de la célula mantiene la concentración de sodio celular baja con respecto a la luz tubular promoviendo así la reabsorción continua de sodio. Como se mostró la reabsorción de sodio involucra tanto mecanismos activos como pasivos. Esto también es válido para la secreción tubular. El potasio por ejemplo que es secretado en el túbulo colector cortical, entra a la célula desde el capilar peritubular por acción de la bomba Na+-K+ ATPasa en la membrana basolateral, el incremento en la concentración de K+ intracelular promueve la secreción de este hacia la luz a través de los canales de K+ en la membrana luminal.
Las células tubulares realizan estas funciones de forma extremadamente eficiente, reabsorbiendo casi todo el filtrado con lo que mantienen el balance entre la ingesta y la excreción. En un individuo con una dieta normal, entre el 98 y 99% del Na+, Cl-, H2O Y HCO3- son reabsorbidos. Aunque este proceso de filtración y casi completa reabsorción del filtrado pudiera parecer ineficiente, esta alta tasa de filtración es requerida para la excreción de los productos de desecho del metabolismo (ej: urea y creatinina) que entran a la orina principalmente por filtración glomerular.
Composición de la orina: La composición de la orina difiere sustancialmente de la composición relativamente constante del LEC. La cantidad de solutos y agua en la orina es muy variable, dependiendo de la ingesta de estas sustancias. Un sujeto normal excreta apropiadamente más o menos sodio si sigue una dieta rica o pobre en sal respectivamente. En ambos casos el volumen del LEC permanece constante pues la excreción se iguala a la ingesta. De forma semejante el volumen urinario es mayor luego de una carga de agua que luego de una etapa de restricción hídrica, manteniéndose en ambos casos la concentración de sodio plasmática constante. Esta relación de la excreción con la ingesta hace que no existan valores normales absolutos para los solutos urinarios o la excreción de agua; así solo se pueden describir rangos de normalidad que están muy en relación con el rango de ingesta dietética.
Otra diferencia en la composición de la orina con respecto al plasma radica en que la orina comparativamente tiene mayor concentración de moléculas no cargadas, particularmente urea, mientras el 95% de los solutos del LEC son iones. Esto permite la excreción de urea y otros productos finales del metabolismo en lugar de acumularse en el cuerpo.

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Anatomía y función glomerular:
El flujo sanguíneo a los riñones es como promedio el 20% del gasto cardíaco. En términos de flujo
por cada 100 gramos de peso, el flujo sanguíneo renal (FSR) es cuatro veces mayor que el del
hígado o el músculo en ejercicio y ocho veces el flujo sanguíneo de las arterias coronarias. La
sangre entra al riñón por las arterias renales y pasa luego a través de sus ramas denominadas por
orden interlobares, arcuatas o arqueadas, interlobulillares antes de entrar en el glomérulo a través
de la arteriola aferente. La porción del plasma que no es filtrada por la pared capilar glomerular
abandona el glomérulo por la arteriola eferente, entrando a los capilares postglomerulares o
peritubulares. En la corteza estos capilares discurren en aposición a los túbulos adyacentes,
aunque no necesariamente en relación con los segmentos tubulares del glomérulo de origen. Es
de señalar que ramas de la arteriola eferente entran profundamente en la médula renal formando
la vasa recta. La sangre retorna a la circulación sistémica a través de las venas, similares a las
arterias en nombre y localización.

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La circulación renal influye en la formación de la orina por los siguientes mecanismos:
 La tasa de filtración glomerular es una importante determinante de la excreción de agua y
solutos.
 Los capilares peritubulares en la corteza regresan los solutos reabsorbidos y el agua a la
circulación sistémica y modulan el grado de reabsorción y secreción tubular proximal.
 Los capilares de la vasa recta en la médula regresan el agua y la sal reabsorbidas a la
circulación sistémica y participan en el mecanismo de concentración, permitiendo la
conservación de agua y la excreción de orina concentrada.

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El glomérulo consiste en un penacho de capilares que se interpone entre las arteriolas aferentes y
eferentes. Cada glomérulo se encuentra rodeado de una cápsula de células epiteliales (Cápsula de
Bowmman) que se continúan tanto por las células epiteliales viscerales de los capilares
glomerulares (podocitos) como por las células del túbulo contorneado proximal. La pared capilar
glomerular a través de la cual pasa el filtrado está conformada por tres capas: células endoteliales
fenestradas, membrana basal glomerular (MBG) y células epiteliales viscerales (podocitos).Los
podocitos recubren toda la superficie externa de la MBG interdigitándose las prolongaciones de
los citoplasmas (pedicelos) de las células adyacentes. Los poros entre los pedicelos se encuentran
cerrados por una fina membrana denominada diafragma de la hendidura.

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La MBG es un producto de fusión del material de membrana basal producido por los podocitos y
las células endoteliales. La MBG realiza un grupo de funciones que incluyen: mantenimiento de la
arquitectura glomerular normal, anclaje de células adyacentes y actúa como barrera a la filtración
de macromoléculas. Está formada por los siguientes constituyentes:
 Colágeno tipo IV el cual forma una estructura en forma de cuerda que constituye la
superestructura básica de la MBG.
 Los espacios entre las cuerdas están llenos de un grupo de sustancias incluyendo:
Laminina, Nidógeno y proteoglicanos ricos en heparan sulfato. La Laminina y el Nidógeno
forman complejos apretados cuya función fundamental es la adhesión de las células a la
MBG. Por su parte los proteoglicanos ricos en heparan sulfato son mayormente
responsables de la barrera por cargas que se opone a la filtración de macromoléculas
aniónicas.

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Barrera de filtración y excreción de proteínas: La función más importante del glomérulo es
permitir la filtración de pequeños solutos (tales como sodio y urea) y agua, mientras restringe el
paso de moléculas más grandes. Los solutos con un peso más bajo que la inulina (peso-5200
Daltons) son filtrados libremente. Por otra parte la mioglobina (peso-17000 Daltons) es filtrada en
menor medida que la inulina, mientras la albúmina (peso-69000 Daltons) solo aparece en muy
pequeñas cantidades en el filtrado. La filtración también está limitada para iones y medicamentos
que se encuentran unidos a la albúmina, tal es el caso del 40% del calcio circulante.
Esta diferencia en la filtración de solutos es importante fisiológicamente. La filtración libre de
sodio, potasio y urea por ejemplo, permite al riñón mantener el estado estable del LEC excretando
la carga derivada de la ingesta dietética y del metabolismo endógeno. Asimismo la restricción a la
filtración de proteínas previene la aparición de problemas potenciales tales como: balance
nitrogenado negativo, desarrollo de hipoalbuminemia e infecciones debido a la pérdida de
inmunoglobulinas.

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Selectividad por tamaño: La barrera de filtración presenta selectividad por tamaño y por cargas,
así en la medida que las moléculas sean más pequeñas y catiónicas son más fácilmente filtradas.
Tanto la MBG como los diafragmas de las hendiduras entre los pedicelos de los podocitos
contribuyen a la selectividad por tamaño.
La permiselectividad por tamaño está determinada en la MBG por los poros funcionales que se
crean entre las cuerdas de colágeno tipo IV; no obstante el componente básico de la selectividad
por tamaño de la barrera de filtración está dado por el componente celular, así comúnmente las
macromoléculas que pasan la MBG quedan retenidas por el diafragma de la hendidura en lugar de
pasar al espacio urinario. Los estudios in vitro con MBG aislada muestran que la MBG es mucho
más permeable a las macromoléculas que el glomérulo intacto, de este modo se considera que las
células epiteliales son responsables de hasta el 90% de la permiselectividad por tamaño de la
barrera de filtración. No es por ello raro que las enfermedades en que se encuentra denudada
parte de la MBG de podocitos cursen con pérdidas urinarias abundantes de proteínas.
Se han identificado proteínas que juegan un papel muy importante en la morfología y función
glomerular. La podocalixina es una proteína aniónica que se encuentra de forma alineada a los
lados de los pedicelos de los podocitos y parece ser la responsable de la repulsión electrostática
que mantiene la separación adecuada entre pedicelos adyacentes. La nefrina es otra proteína
localizada específicamente en el diafragma de la hendidura y su ausencia determina la aparición
de síndrome nefrótico congénito. (Pérdidas proteicas muy abundantes)

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La mayoría de los poros en la pared capilar glomerular son relativamente pequeños (radio medio de aproximadamente 42 Å). Estos poros restringen parcialmente la filtración de albúmina (radio medio de aproximadamente 36 Å), pero permiten el paso de solutos más pequeños y agua. Las células endoteliales en comparación no contribuyen a la selectividad por tamaño pues las fenestras de las células endoteliales son relativamente amplias y no restringen el paso de macromoléculas neutras hasta que su radio no excede los 375 Å; sin embargo estas células si contribuyen a la selectividad por cargas.
Existe otra segunda población de poros (< 0,5%) más grandes que permiten el paso de macromoléculas de hasta 70 Å; no obstante en los sujetos normales solo una pequeña cantidad del filtrado pasa a través de estos poros.
Selectividad por cargas: La carga molecular es otro elemento que determina el paso o no de una macromolécula a través de la barrera de filtración. Es bien conocido que los dextranos neutros o catiónicos son filtrados en un mayor grado que los dextranos aniónicos de tamaño molecular semejante. Este efecto inhibitorio por carga es debido en parte a la repulsión electrostática de las cargas negativas contenidas tanto en las células endoteliales fenestradas como en la MBG. Estas cargas negativas están compuestas básicamente por proteoglicanos ricos en heparan sulfato.
La albúmina es un polianión en el rango de pH fisiológico, de este modo la filtración de albúmina como la de dextrano aniónico es solo el 5% de la de dextrano neutro del mismo radio. Podemos entonces considerar que la selectividad por cargas como por tamaño limitan la filtración de albúmina.
Otras funciones: Las células glomerulares tienen también funciones sintéticas, fagocíticas y endocrinas. Las células epiteliales son responsables de la síntesis de la MBG y de la eliminación de macromoléculas que son capaces de atravesar la MBG y entrar al espacio subepitelial. Las células endoteliales regulan el tono vasomotor, en parte mediante la liberación de prostaciclina, endotelina y óxido nítrico. Ellas también juegan un papel muy importante en las enfermedades inflamatorias que involucran al glomérulo pues expresan moléculas de adhesión que promueven la acumulación de células inflamatorias.
El mesangio está compuesto por dos tipos diferentes de células; el primer tipo son las células mesangiales las cuales presentan microfilamentos similares a las células musculares lisas. Luego de una lesión glomerular con daño de las células mesangiales residentes, se originan nuevas células mesangiales a partir de las células que normalmente forman parte del aparato yuxtaglomerular.
Las células mesangiales responden a la angiotensina II (la cual es producida localmente por las células endoteliales de la arteriola aferente), así como pueden sintetizar prostaglandinas, las cuales son muy importantes en la regulación de la hemodinámica glomerular. Estas células suelen estar involucradas en las enfermedades glomerulares mediadas por la inmunidad, pues liberan un grupo de citoquinas que incluyen interleuquina-1, interleuquina-6, quimoquinas y factor de crecimiento epidérmico además de proliferar en respuesta a las citoquinas (factor de crecimiento derivado de plaquetas y factor de crecimiento epidérmico). Todo ello contribuye a la

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hipercelularidad y la expansión de la matriz mesangial que se observa en las enfermedades glomerulares mediadas por la inmunidad.
El segundo tipo de células que forma parte del mesangio son los macrófagos circulantes y los monocitos que salen y entran al mesangio. Estas células tienen una función fagocítica primaria eliminando aquellas macromoléculas que entran al mesangio, pero pueden también contribuir a la inflamación local en las enfermedades glomerulares mediadas por la inmunidad. La entrada de macromoléculas y su subsiguiente eliminación del mesangio tienen lugar debido a que la mayor parte del mesangio es separado de las luces capilares solo por el endotelio fenestrado relativamente permeable sin MBG.
Determinantes de la tasa de filtración glomerular (TFG): El paso inicial en la formación de la orina es la separación de un ultrafiltrado del plasma al pasar por la pared capilar glomerular (barrera de filtración). Tal como sucede en otros capilares el paso de líquido a través de esta barrera está determinado por las fuerzas de Starling, siendo proporcional a la permeabilidad de la membrana y al balance entre los gradientes de presión hidráulica y oncótica.
(Ecuación 1) TFG = Kf x (
Ph -
Po)
(Ecuación 2) TFG = P x A x [(Pcg – Peu) – s (
p -
eu)]
Donde Kf es el coeficiente de ultrafiltración glomerular,
Ph y
Po son las resultantes de las presiones hidráulicas y oncóticas respectivamente. En la ecuación 2 se ilustra que el Kf depende del área capilar total disponible para la filtración (A) y de la permeabilidad (P) (conductividad hidráulica) de dicha área. Por su parte
Ph es el resultado de la diferencia entre las presiones hidráulicas en el capilar glomerular (Pcg) y en el espacio urinario (Peu).
Po es el resultado de la diferencia entre las presiones oncóticas en el plasma (
p) y en el espacio urinario (
eu). S representa el coeficiente de reflexión de las proteínas a través de la pared capilar (con valores que van desde 0 si es completamente permeable hasta 1 si es completamente impermeable). Dado que el filtrado esencialmente no contiene proteínas
eu es cero y s es uno. Así podemos reescribir la ecuación 2 del siguiente modo:
(Ecuación 3) TFG = Kf x (Pcg – Peu -
p)

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La TFG normal en adultos es de aproximadamente 95 ± 20 ml/min en mujeres y 120 ± 25 ml/min
en hombres. El grado de filtración por peso es más de mil veces el del capilar muscular. Existen dos
factores que son responsables de estas diferencias, el Kf del glomérulo es de 50 a 100 veces el del
capilar muscular, y la presión hidráulica capilar y por tanto la presión de filtración es mucho mayor
en el glomérulo que en el capilar muscular. Debe hacerse hincapié que aunque casi todos los
electrólitos y el agua filtrados son reabsorbidos, esta alta TFG es requerida para permitir la
filtración y subsiguiente excreción de productos de desecho del metabolismo tales como la urea y
la creatinina.
Equilibrio de filtración: Los cambios en la TFG pueden ser producidos por modificaciones en
cualquiera de los factores mostrados en la ecuación 3 o en el flujo plasmático renal (FPR). Antes de
discutir los mecanismos por los que estas fuerzas hemodinámicas son reguladas, es importante de
inicio revisar como ellas cambian el movimiento de líquido a través de la pared capilar glomerular.
Estudios en animales han demostrado que las presiones hidráulicas en el glomérulo y en el espacio
urinario permanecen relativamente constantes; la presión oncótica capilar sin embargo se eleva
progresivamente a lo largo del capilar glomerular debido a la filtración de líquido libre de
proteínas lo que hace que estas últimas se concentren.
El resultado neto muestra que el gradiente favorable a la filtración es normalmente como
promedio de alrededor de 13 mmHg a nivel de la arteriola aferente pero cae a cero antes de la
arteriola eferente como resultado de la elevación de la presión oncótica del plasma de 23 a 35
mmHg.

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Este fenómeno se denomina equilibrio de filtración y en los primates ocurre luego de la filtración de un 20% del FPR. (valores normales aproximados de TFG y FPR de 125 y 625 ml/min respectivamente) De este modo no puede ocurrir una mayor filtración para el mismo FPR, o sea la TFG no puede exceder el 20% del FPR sin un incremento en la Pcg o una reducción en la
p.
La existencia de equilibrio de filtración también implica que el FPR es un importante determinante de la TFG. Si el FPR disminuye sin alterarse la Pcg, el equilibrio de filtración será aun alcanzado luego de la filtración del 20% del FPR. Es por ello que podemos plantear que la TFG disminuye en proporción a la reducción del FPR
Debemos hacer notar que la presión oncótica del líquido que abandona la arteriola eferente y entra en los capilares peritubulares está determinada tanto por la concentración plasmática de proteínas al entrar la sangre al glomérulo como del grado en que las proteínas plasmáticas son concentradas debido a la filtración de líquido libre de proteínas, esto último queda expresado por la fracción de filtración o sea TFG/FPR. La fracción de filtración y la presión oncótica del capilar periglomerular son importantes determinantes de la reabsorción de sodio y agua en el túbulo proximal.
Presión hidráulica capilar y resistencia arteriolar: Los capilares glomerulares son los únicos que se interponen entre dos arteriolas; como resultado de ello la Pcg está determinada por tres factores: la presión en la aorta, la resistencia de la arteriola aferente y la resistencia de la arteriola eferente. La regulación de las resistencias arteriolares permite a su vez una rápida regulación de la TFG a través de los cambios de la Pcg. La constricción de la arteriola aferente reduce tanto la Pcg como la TFG, pues una menor parte de la presión sistémica es trasmitida al glomérulo; la dilatación de la arteriola aferente por el contrario incrementa ambos parámetros. Comparativamente la constricción de la arteriola eferente enlentece el paso de la sangre por el glomérulo, incrementando la Pcg y la TFG, mientras la dilatación de la arteriola eferente incrementa el paso de sangre del glomérulo a esta, disminuyendo la Pcg y la TFG.
El tono arteriolar también afecta el FPR. En el riñón, la resistencia al flujo a través de las arteriolas constituye el 85% de la resistencia vascular renal total, el restante 15% proviene de los capilares peritubulares y las venas renales. La relación entre FPR, la variación de presiones hidrostáticas a lo largo de la circulación renal y la resistencia vascular renal puede ser expresada por la siguiente ecuación.
FPR = (presión aórtica – presión venosa renal)/resistencia vascular renal
Esta relación muestra que un incremento en el tono de cualquiera de las arteriolas elevará la resistencia vascular renal y reducirá el FPR. La TFG y el FPR son regulados en paralelo por la arteriola aferente pues su constricción disminuye ambos, pero por el contrario la constricción de la arteriola eferente reduce el FPR pero aumenta la Pcg y la TFG; como resultado de ello las alteraciones del tono de la arteriola eferente (pero no la aferente) afectan la relación de la TFG con respecto al FPR (fracción de filtración), pues estos parámetros cambian en direcciones opuestas.

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Los efectos opuestos del tono arteriolar eferente en la Pcg y el FPR también implican un cambio en
la relación directa que existe entre resistencia de la arteriola eferente y TFG, pues el FPR es un
determinante independiente de la TFG. Así por ejemplo aunque la constricción de la arteriola
eferente incrementa la Pcg, la elevación concomitante de la resistencia vascular renal reducirá el
FPR, lo cual a su vez tenderá a bajar la TFG. Podemos entonces concluir que dependiendo de la
magnitud de la constricción de la arteriola eferente, el efecto neto puede ser un incremento, la no
modificación o si el FPR está lo suficientemente reducido, una disminución en la TFG.
La resistencia arteriolar está sujeta parcialmente a control miógeno intrínseco, pero también está
influenciada por otros factores incluyendo: angiotensina II, norepinefrina, prostaglandinas renales,
péptido atrial natriurético, endotelina y retroalimentación túbulo-glomerular.
Papel de las otras fuerzas de Starling:
Las otras determinantes de la filtración glomerular son de mucha menor importancia en la
regulación fisiológica de la TFG. Debe no obstante señalarse que diferentes sustancias como la
angiotensina II, la hormona antidiurética y las prostaglandinas pueden afectar el Kf. Sin embargo
en los estados de enfermedad que afectan el glomérulo Ej: glomerulopatías la disminución en el Kf
tanto por disminución del área de superficie como de la permeabilidad son un elemento muy
importante en la disminución de la TFG que suele tener lugar en estas enfermedades.
Las alteraciones de la presión hidrostática del espacio urinario (Peu) y de la presión oncótica del
plasma ( p) solo suelen modificar la TFG en estados de enfermedad. Por ejemplo la obstrucción
ureteral o intratubular conlleva un incremento de la Peu, reduciéndose de este modo el gradiente
hemodinámico favorable para la filtración glomerular. Por otra parte la depleción de volumen

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secundaria a los episodios de vómitos y diarreas suelen resultar en una hemoconcentración y una
elevación en la concentración plasmática de proteínas. Este incremento en p, contribuye a la
disminución de la TFG que puede presentarse en estas situaciones.
Regulación de la TFG y el FPR
La regulación de la hemodinámica renal es primariamente alcanzada por cambios en las
resistencias arteriolares las cuales afectan tanto el FPR como la TFG (por modificación de Pcg y
FPR). En los sujetos normales por ejemplo, los cambios posturales o dietéticos pueden producir
alteraciones en la presión de perfusión renal. En este caso dos fenómenos intrarrenales
estrechamente relacionados, autorregulación y retroalimentación túbulo-glomerular
“tubuloglomerular feedback” interactúan para mantener la TFG y el FPR a un nivel relativamente
constante.

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Autorregulación: Atendiendo a que la Pcg es una importante determinante de la TFG, pudiera
esperarse que pequeñas variaciones en la presión arterial pudieran inducir cambios significativos
en la TFG; sin embargo la TFG y el FPR permanecen casi constantes en un amplio rango de
presiones arteriales. Este fenómeno es intrínseco al riñón, teniendo lugar tanto en riñones
denervados como normales, y se le denomina autorregulación.

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Dado que la TFG y el FPR son mantenidos en paralelo, la autorregulación tiene que estar mediada
por cambios en la resistencia de la arteriola aferente. Si la tensión arterial sistémica se eleva, un
incremento en el tono de la arteriola aferente evita que la elevación en la presión se trasmita al
glomérulo, permitiendo que la Pcg y la TFG no se modifiquen. El incremento en la resistencia
arteriolar también aumenta la resistencia vascular renal total, este incremento en el tono vascular
contrarresta la elevación en la presión y minimiza el cambio en el FPR.
Por el contrario a medida que la tensión arterial disminuye, la dilatación de la arteriola aferente
inicialmente protege la TFG y el FPR; sin embargo la capacidad de mantener la hemodinámica
renal se ve comprometida cuando la presión arterial media disminuye por debajo de 70 mmHg. En
este caso la TFG y el FPR caen en proporción a la caída de la presión sanguínea y el filtrado
glomerular cesa cuando la presión arterial sistémica cae a valores de 40 a 50 mmHg.
Los mecanismos por los que la autorregulación es mediada no se conocen del todo. La hipótesis
más simple es que los receptores de tensión miogénica en la pared de la arteriola aferente son
muy importantes, con una función similar a la de los esfínteres precapilares en el capilar muscular.
Así una elevación en la presión de perfusión renal aumentará el grado de tensión en la pared de la
arteriola lo que promueve la constricción arteriolar; este efecto es mediado en parte por un
incremento en la entrada de calcio a la célula muscular lisa arteriolar.

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Las arteriolas eferentes tienen características diferentes, ellas no parecen responder directamente
a los cambios en la tensión de la pared por lo que no funciona la respuesta miogénica directa; el
motivo de esta diferencia no está bien establecido pero la ausencia de canales de calcio voltaje
dependientes en las arteriolas eferentes parece contribuir.
No obstante existen otros mecanismos que median la autorregulación de la TFG más allá de la
respuesta miogénica, de este modo tanto la angiotensina II (cuando la presión renal de perfusión
está reducida) como la retroalimentación túbulo-glomerular (especialmente cuando la presión de
perfusión renal está incrementada) desempeñan un papel muy importante. Otros reguladores de
la resistencia vascular renal tales como el óxido nítrico no parecen participar en la autorregulación.

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La administración de un bloqueador de los receptores de angiotensina II provoca una disociación
de la autorregulación del FPR y la TFG. Si consideramos que el sistema renina-angiotensina se
activa cuando disminuye la presión de perfusión renal resultando en la generación local y
sistémica de angiotensina II; el incremento preferencial en la resistencia arteriolar eferente
inducido por la angiotensina II contribuye a la autorregulación de la TFG evitando la caída de la
Pcg, entonces la administración la administración de un bloqueador de los receptores de
angiotensina II o un inhibidor de la enzima convertidora de la angiotensina provoca un
mantenimiento menos efectivo de la TFG. Esta dependencia de la angiotensina II es más evidente
cuando la presión de perfusión renal está sustancialmente reducida.
Retroalimentación túbulo-glomerular (RTG): El término se refiere a los cambios de la TFG que son
inducidos por cambios en la tasa de flujo tubular. Este fenómeno es mediado por las células
especializadas de la mácula densa, las cuales perciben el cambio en la llegada de cloro a este nivel;
de este modo un incremento en la presión de perfusión renal activa la RTG pues el incremento
inicial de la TFG provoca un aumento en la llegada de cloro a la mácula densa lo cual iniciará la
respuesta retornando tanto la TFG como el flujo a la mácula densa a la normalidad. Este efecto es
conseguido primariamente por constricción arteriolar aferente, lo que disminuye la Pcg.
Este mecanismo se verá comprometido en caso de utilización de un inhibidor del cotransportador
Na+-K+-2Cl- o sea un diurético de asa (ej: Furosemida), pues se produce un aumento muy
importante de la llegada de cloro a la mácula densa, que no se debe a un incremento en la TFG.

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Mediadores: Los factores que median la RTG no se conocen con exactitud. La constricción
aferente que se observa con el incremento del flujo distal involucra a las células del aparato
yuxtaglomerular que son responsables de la secreción de renina. Aunque esto sugiere un rol
importante para la angiotensina II en la RTG, esta hormona parece tener una función permisiva, al
parecer sensibilizando la arteriola aferente al verdadero mediador.
La acción sensibilizadora de la angiotensina II sobre la RTG es muy importante, pues como
conocemos la función fundamental de esta es el mantenimiento del volumen circulatorio efectivo
mediante la disminución de la excreción de Na+. El incremento en la reabsorción proximal de Na+
mediada por la angiotensina II disminuirá el flujo tubular distal, lo cual provocará una disminución
de la respuesta de la RTG y con ello se eleva la TFG lo que retorna la llegada distal a sus valores
basales. Esta respuesta es minimizada por el incremento asociado en la sensibilidad de la arteriola
aferente (mediado por la angiotensina II) al mediador de la RTG, permitiendo así la reducción de la
excreción de Na+.
A pesar de su efecto modulador, la angiotensina II no es el mediador primario de la RTG, pues los
cambios en la liberación de renina no se correlacionan con la RTG. Así por ejemplo, el incremento
en la llegada distal de NaCl activa la RTG y al mismo tiempo disminuye la liberación de renina
mediada por la mácula densa.
Existen evidencias que sugieren que los cambios en la resistencia arteriolar asociados con la RTG
están mediados por cambios en la liberación local de adenosina. De este modo la RTG como
respuesta al incremento en la llegada distal de NaCl, es inhibida en gran medida por bloqueo de
los receptores de adenosina, o por inhibición de su formación.

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Con respecto a cómo es regulada la secreción de adenosina, se considera que el incremento en la TFG incrementa secuencialmente la carga tubular de Na+, así como su reabsorción tubular, y con ello la utilización de ATP por la célula tubular, lo que resulta en un incremento en la generación de adenosina.
La adenosina permite explicar cómo la mácula densa puede de modo concurrente realizar dos funciones: regular la RTG y la secreción de renina. El incremento en la liberación de adenosina con la expansión de volumen puede activar la RTG e inhibir la liberación de renina.
Otro vasoconstrictor que parece participar en la RTG es el tromboxano. La producción de tromboxanos se incrementa cuando se activa la RTG y por otra parte la RTG es bloqueada por los antagonistas de los tromboxanos.
La respuesta vasodilatadora como parte de la RTG tiene lugar cuando se reduce el flujo que llega a la mácula densa. Esta respuesta es mediada en parte por disminución de la disponibilidad de los vasoconstrictores que antes señalamos, pero en ella también participan sustancias vasodilatadoras, a las que nos referimos a continuación.
El óxido nítrico (ON) es sintetizado por las células de la mácula densa como respuesta a la disminución del flujo, y este contrarresta la constricción sobre la arteriola aferente que media la RTG. De este modo los cambios en la producción de ON subyacen en las modificaciones en la RTG que ocurren en respuesta a los cambios en la ingestión de sal.
Existe una hipótesis alternativa sobre como es mediada la RTG. Esta sugiere que los cambios en la concentración intersticial de Cl- o en la osmolalidad intersticial constituyen las señales que modifican la resistencia arteriolar. La región intersticial que rodea la mácula densa, el túbulo distal y las arteriolas glomerulares presenta una pobre perfusión; como resultado de ello los solutos transportados a esta área provenientes del líquido tubular son eliminados de esta región muy lentamente.
Las mediciones directas en esta región han demostrado que a medida que aumenta el flujo tubular distal y con ello la reabsorción de Cl- en la mácula densa, se produce un incremento en las concentraciones de Cl- local (desde 150 mEq/l a más de 600 mEq/l). Este incremento en la concentración de solutos o en la osmolalidad puede aumentar directamente el tono arteriolar aferente.
Funciones: La función más importante de la autorregulación y la RTG es evitar las pérdidas excesivas de sal y agua. Para comprenderé esto, es necesario conocer las diferencias funcionales entre la nefrona proximal y distal. El grueso del filtrado (alrededor del 90%) es reabsorbido en el túbulo proximal y el asa de Henle, mientras que los cambios cualitativos finales en la excreción urinaria (secreción de K+ e H+ y reabsorción máxima de Na+ y agua) tienen lugar en la nefrona distal, particularmente en los túbulos colectores. Sin embargo, los túbulos colectores tienen una capacidad reabsortiva limitada. De este modo la capacidad de mácula densa de disminuir la TFG cuando se incrementa la llegada distal evita que la capacidad reabsortiva distal sea sobrepasada,

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lo que pudiera implicar pérdidas de cuantiosas Na+ y agua con peligro para la vida. Visto desde este punto de vista, se pudiera decir que es el flujo a la mácula densa y no la TFG, lo que es mantenido por autorregulación y RTG.
Influencias neurohumorales: Los efectos intrarrenales de la autorregulación y la RTG son los responsables de la regulación de la hemodinámica normal en el día a día de los sujetos sanos. La autorregulación también es muy importante en el mantenimiento de la TFG en pacientes con hipertensión arterial o que sufren isquemia renal (estenosis bilateral de la arteria renal).
Sin embargo, en los pacientes usualmente la disminución de la presión en la arteria renal es debida a una disminución del volumen circulatorio efectivo (depresión verdadera de volumen, insuficiencia cardíaca, cirrosis hepática). En estos trastornos existe una marcada estimulación del sistema simpático vasoconstrictor y del sistema renina-angiotensina. Como ya sabemos, la angiotensina II aumenta la resistencia en la arteriola aferente en menor medida que en la eferente. Por el contrario, la norepinefrina (tanto de la circulación o liberada por los nervios simpáticos renales) incrementa directamente el tono de la arteriola aferente e indirectamente, a través de la estimulación de la liberación de renina y angiotensina II, la resistencia arteriolar eferente.
Así, una reducción en la presión de perfusión sistémica determina una vasoconstricción mediada por un mecanismo neurohumoral, más que una vasodilatación inducida por autorregulación y RTG. El efecto que produce esta respuesta varía con el grado de activación neurohumoral. Un incremento ligero en el tono simpático puede no producir cambios en la perfusión renal basal, pero puede ser suficiente para impedir la autorregulación a medida que se reduce la presión de perfusión renal. En comparación, los pacientes con insuficiencia cardíaca o severa depleción de volumen tienen incrementos más marcados en los niveles de norepinefrina y angiotensina II. En este caso el FPR se reduce, con una caída menor de la TFG (o inclusive sin cambios) debido a que la constricción eferente aumenta la Pcg. Esta es una adaptación muy efectiva, pues garantiza preferentemente la circulación cerebral y coronaria, mientras mantiene la TFG.
Las prostaglandinas vasodilatadoras renales tienen un papel muy importante en la modificación de estos efectos vasoconstrictores. Tanto la angiotensina II como la norepinefrina estimulan la producción glomerular de prostaglandinas. La atenuación en el grado de constricción arteriolar mediada por las prostaglandinas evita la isquemia renal excesiva, que pudiera ser producida por las altas concentraciones locales de vasoconstrictores. En una menor medida, el incremento en la secreción de bradiquininas vasodilatadoras por el riñón puede actuar también en la preservación de la perfusión renal en esta situación.
Expansión de volumen: En contraste con estos cambios hormonales con la depleción de volumen, la expansión de volumen (ej: dieta rica en Na+) se asocia a un incremento en la perfusión renal. En este caso se produce una disminución en la producción de angiotensina II y norepinefrina, así como un aumento en la liberación de dopamina y péptido atrial natriurético.

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 La dopamina dilata tanto las arteriolas aferentes como eferentes, con lo que incrementa el flujo sanguíneo renal con un incremento muy ligero o sin cambios de la TFG.
 El péptido atrial natriurético produce dilatación aferente y constricción eferente, con lo que incrementa la Pcg y la TFG; con una modificación menor del FPR pues la resistencia vascular renal total no se modifica.
Estos cambios hormonales también facilitan la excreción de Na+, al disminuir la liberación de los agentes que propician la reabsorción de Na+ (angiotensina II, aldosterona y norepinefrina) y aumentar el péptido atrial natriurético.
Óxido nítrico y endotelina: La endotelina liberada localmente por las células endoteliales, es otro vasoconstrictor renal potente que actúa tanto en las arteriolas glomerulares aferentes como eferentes, con lo que provoca disminución del flujo sanguíneo renal y la TFG. Tal como en el caso de los otros vasoconstrictores, la isquemia que provoca es contrabalanceada con la estimulación de la liberación de prostaciclina (prostaglandina vasodilatadora)
Aunque la endotelina no es un importante regulador de la hemodinámica renal en sujetos normales, parece tener gran importancia en la disminución de la TFG que se observa en el fallo renal agudo post-isquémico; en este caso el daño endotelial provoca la liberación de endotelina y vasoconstricción renal. Un mecanismo semejante parece contribuir en la disminución de la perfusión renal en los pacientes tratados con ciclosporina (Inmunosupresor).
Otro factor vasoactivo liberado por las células endoteliales es el óxido nítrico (además de la endotelina y la prostaciclina). Este es liberado de forma sostenida en la circulación renal y disminuye las resistencias vasculares renales.
Hemodinámica renal y enfermedad renal crónica: Los cambios en las resistencias arteriolares y en la hemodinámica renal tienen una gran importancia fisiopatológica en la progresión de la enfermedad renal crónica. Existen múltiples evidencias que demuestran que la hipertensión intraglomerular es un elemento de peso en la progresión de la enfermedad renal crónica, independientemente de la naturaleza inicial del daño renal.
De acuerdo con esta línea de pensamiento, la pérdida de nefronas (debido a cualquier noxa inicial) provoca una elevación compensatoria en la filtración de las nefronas remanentes (normales o menos dañadas). Esta es una respuesta apropiada a corto plazo, ya que tiende a mantener la TFG. El cambio hemodinámico que permite la elevación de la filtración, es la dilatación arteriolar aferente lo que determina una elevación tanto del flujo plasmático como de la Pcg. Sin embargo la elevación en la presión intraglomerular resulta una respuesta mal adaptativa a largo plazo, pues esta provoca un daño glomerular sobreañadido.

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Evaluación de la circulación renal:
Concepto de aclaramiento y medición de la TFG: La estimación de la TFG es una parte esencial de la evaluación del paciente con enfermedad renal. Dado que la TFG de los riñones es igual a la suma de las tasas de filtración de cada nefrona, entonces la TFG total puede ser usada como un marcador de la masa renal funcional. Así por ejemplo, la pérdida de la mitad de la masa nefronal funcional conllevará a una disminución significativa de la TFG (esta caída suele ser solo del 20 al 30% y no del 50% como cabría esperarse, debido a hiperfiltración compensatoria de las nefronas funcionales remanentes). En este momento el balance hidroelectrolítico puede aun mantenerse normal así como el análisis de orina. De este modo la caída de la TFG puede ser el más temprano y único signo clínico de enfermedad renal
La monitorización seriada de la TFG es utilizada para estimar la severidad y seguir la evolución de las enfermedades renales. La disminución de la TFG implica progresión del daño de la enfermedad renal de base o desarrollo de un problema superpuesto en muchas ocasiones potencialmente reversible. Por el contrario un incremento en la TFG indica mejoría o hipertrofia de las nefronas funcionales remanentes.
La medición de la TFG es también muy útil para determinar la dosis adecuada de aquellos medicamentos que son excretados por filtración glomerular. Cuando la TFG disminuye, la excreción de estos medicamentos también se reducirá, resultando en un incremento del nivel plasmático del medicamento y con ello aumenta la toxicidad potencial del medicamento. Es por ello que las dosis deben ser disminuidas en proporción a la caída de la TFG.
Medir directamente la TFG, sumando las TFG de cada nefrona es imposible. Por ello la posibilidad que nos queda es medir indirectamente la TFG a través de sustancias cuya cantidad excretada sea igual a la cantidad filtrada, para ello deben cumplir los siguientes requisitos:
 Capaz de alcanzar una concentración plasmática estable
 Filtrarse libremente por el glomérulo
 No debe reabsorberse, secretarse, sintetizarse o metabolizarse por el riñón.
Estas propiedades son cumplidas por el polímero de fructosa con peso molecular de 5200 Daltons denominado Inulina
En estas circunstancias:
Inulina filtrada = Inulina excretada
La inulina filtrada es igual a la TFG por la concentración plasmática de inulina (Ip)(carga filtrada), y la inulina excretada es igual al producto de la concentración de inulina urinaria (Iu) y el volumen urinario (V)(en ml/min o litros /día)(carga excretada), por lo tanto:
(Ec 1) TFG x Ip = Iu x V (despejando)

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(Ec 2) TFG = Iu x V/Ip
El término (Iu x V/Ip) es denominado aclaramiento de inulina y es una estimación exacta de la TFG.
El aclaramiento de Inulina en ml/min se refiere al volumen de plasma aclarado de inulina por el
riñón por unidad de tiempo, en este caso minutos. Por ejemplo si 1mg de inulina es excretado por
minuto o sea (Iu x V) y la Ip es de 1mg/dl (o lo que es lo mismo 0.01 mg/ml), entonces el
aclaramiento de inulina es de 100 ml/min, o sea que 100 ml de plasma han sido aclarados del
miligramo de inulina que contenían.
Uso y limitaciones del aclaramiento de creatinina: A pesar de su exactitud, el aclaramiento de
inulina es raramente utilizado debido a que ello implica una infusión endovenosa de inulina,
además que los métodos para la determinación de inulina, así como la propia sustancia no están
disponibles en la mayoría de los laboratorios. El método más comúnmente utilizado para estimar
la TFG es el aclaramiento endógeno de creatinina.
La creatinina es un producto final del metabolismo (no se modifica más en el organismo) derivado
del metabolismo de la creatina por el músculo esquelético y liberado al plasma a un ritmo
relativamente constante. Como resultado de lo anterior la concentración plasmática de creatinina
(Crp) es muy estable, variando menos de un 10% por día en sujetos normales.
Como la inulina, la creatinina es libremente filtrada a través del glomérulo y no es reabsorbida ni
metabolizada por el riñón. Sin embargo una pequeña parte de la creatinina que entra a la orina lo
hace por secreción tubular (bomba secretora de cationes orgánicos en el túbulo proximal), con lo
que resulta que la excreción de creatinina excede la cantidad filtrada en alrededor de un 10%;
Podemos entonces considerar que el aclaramiento de creatinina (Acr) se puede expresar como:

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(Ec 3) Acr = (Cru x V)/ Crp (Cru – Concentración urinaria de creatinina)
El Acr tiende a exceder al aclaramiento de inulina en alrededor de un 10%. De forma fortuita, esto es contrabalanceado por un error de casi igual magnitud en la medición de Crp cuando se utiliza el método colorimétrico del picrato alcalino no cinético. El plasma a diferencia de la orina contiene cromógenos diferentes a la creatinina (acetona, proteínas, ácido ascórbico, piruvato) los cuales son responsables de aproximadamente el 10% del total del valor de la Crp . Dado que tanto La Cru como la Crp se incrementan en un grado semejante, los errores tienden a anularse entre sí y el Acr es bastante fiable para estimar la TFG, particularmente en el paciente con función renal relativamente normal.
No obstante el Acr, tiene dos limitaciones importantes que disminuyen su exactitud para estimar la TFG, en primera instancia precisa de colección urinaria de un largo período de tiempo, usualmente 24 horas, lo que muy comúnmente se acompaña de errores en la recolección, y en segundo lugar en la medida que cae la TFG, la secreción tubular de creatinina se incrementa, lo que conlleva que se sobrestime la TFG.
Creatinina plasmática y TFG: Los cambios en la TFG (más que una medición exacta de la TFG) pueden ser generalmente detectados mediante la medición de la Crp, la cual es muy fácil de realizar en el laboratorio.
En estado estable:
Excreción de creatinina = Producción de creatinina
La excreción de creatinina es aproximadamente igual a la cantidad de creatinina filtrada (TFG x Crp) mientras la tasa de producción es relativamente constante (masa muscular constante), entonces podemos sustituir en la ecuación anterior:
TFG x Crp = constante
De este modo la concentración de creatinina plasmática varía inversamente con respecto a la TFG. Por ejemplo si la TFG disminuye en un 50%, la excreción de creatinina también se reducirá. Como resultado de ello la creatinina nueva que se genera se acumulará en el plasma hasta que la carga filtrada nuevamente se iguala a la tasa de producción. Si excluimos del análisis la secreción tubular de creatinina, esto tendrá lugar cuando se duplique la Crp.
TFG/2 x 2Crp = TFG x Crp = constante
En los adultos el rango de Crp normal es de 0.8 a 1.3 mg/dl en hombres y de 0.6 a 1 mg/dl en mujeres.
La producción de creatinina y la Crp son influenciadas por cambios en la dieta, especialmente por el contenido de carne de la misma, pues con la cocción la creatina de la carne es convertida en creatinina (la toma de muestra debe hacerse en ayunas).

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A la relación reciproca entre TFG y Crp, merece hacérsele 3 consideraciones. En primer lugar esta curva de relación es válida solo en estado estable (si por ejemplo un paciente desarrolla un fallo renal agudo con una brusca caída de la TFG de 120 ml/min a 12 ml/min, la Crp el primer día será aun normal pues no ha habido tiempo suficiente para que se acumule la Crp); en segundo lugar es importante tener presente que en los pacientes con función renal normal, un incremento aparentemente menor de la Crp de 1.0 a 1.5 mg/dl representa una marcada disminución en la TFG de 120 a 80 ml/min. En contraste, en los pacientes con disfunción renal avanzada, un incremento marcado en la Crp de 6.0 a 12.0 mg/dl refleja una reducción relativamente menor de la TFG de 20 a 10 ml/min. La tercera consideración que debemos tener presente es que la relación entre la TFG y la crp es dependiente de la tasa de producción de creatinina, lo cual depende de la masa muscular del sujeto y de su ingesta cárnica. Así, una TFG normal de 120 ml/min se asocia a una Crp de 1 mg/dl, en un hombre de 70 Kg de peso; pero una mujer de 50 Kg, para tener una TFG de 120 ml/min, tiene que presentar una Crp de 0.6 mg/dl, si por el contrario tuviera la misma que el hombre sano o sea 1 mg/dl, esto reflejaría una disminución del 40% de la TFG, con respecto a sus valores normales.
Teniendo presente la influencia que tienen el peso, la edad y el sexo en la masa muscular del sujeto y con ello en la excreción (igual a la generación) de creatinina, se han derivado fórmulas que conociendo la creatinina plasmática del sujeto permiten estimar el Acr, sin necesidad de realizar colección de orina. La más utilizada es la derivad por Cockroft y Gault:
Acr en ml/min = [(140 – edad) x Peso (en Kg) / (72 x Crp en mg/dl)
Este valor debe ser multiplicado por 0.85 en las mujeres, debido a la fracción menor del peso corporal de éstas, que está constituida por músculo.
Urea y TFG: Los cambios en la TFG también pueden ser detectados por los cambios en la concentración de urea sanguínea. Tal como la creatinina, la urea es excretada primariamente por filtración glomerular y tiende a variar inversamente a la TFG.
No obstante existen dos factores que pueden alterar la urea sin cambios en la TFG y Crp: los cambios en la producción de urea o en la reabsorción tubular de urea. La urea se forma por metabolismo hepático de los aminoácidos que no son utilizados para la síntesis proteica. Cuando los aminoácidos son desaminados se produce amoníaco. El desarrollo de niveles tóxicos de amoníaco en la sangre es evitado mediante la conversión de amoníaco en urea como se muestra en la siguiente reacción.
2 NH3 + CO2 <—> H2N — CO — NH2 + H2O
De este modo la producción de urea se incrementa cuanto más aminoácidos sean metabolizados en el hígado; esto puede ocurrir con dietas ricas en proteínas, en situaciones de destrucción tisular (traumas, sangramiento digestivo o administración de corticoides) o por disminución del anabolismo tisular (uso de Tetraciclina). Por otra parte la producción de urea se reduce en las enfermedades hepáticas como la cirrosis o con dietas pobres en proteínas.

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El segundo factor antes mencionado es el manejo tubular de la urea, así no solo la TFG determina la excreción de urea. Aproximadamente entre el 40% y el 50% de la urea filtrada es normalmente reabsorbida en los túbulos. Este proceso es pasivo, siendo determinado por el incremento en las concentraciones tubulares de urea secundario a la reabsorción de agua y sodio de la luz tubular; es por ello que la reabsorción de urea se ve incrementada en los estados hipovolémicos, como resultado del aumento en la reabsorción de sodio y agua a nivel tubular. El resultado neto es una reducción en la excreción de urea y una elevación de su concentración plasmática que no es debida a una disminución de la TFG y por lo tanto no se asocia a un incremento en la Crp.
Pudiéramos entonces concluir que la reducción de la TFG resulta en un incremento tanto de la urea como de la Crp, pero debido a la variabilidad en la producción y reabsorción de urea, la Crp es un reflejo más fiable de la TFG. Por razones semejantes el aclaramiento de urea no es una medición confiable para estimar la TFG. Debido a que la urea es reabsorbida y el grado de reabsorción tubular es variable, la cantidad de urea excretada es mucho menor que la cantidad filtrada; como resultado de esto el aclaramiento de urea es de solo un 50 a 70 porciento del de Inulina
La sobreestimación de la TFG con el Acr y la subestimación con el aclaramiento de urea, ha determinado que el promedio de ambos sea utilizado para estimar la TFG en pacientes enfermedad renal crónica de moderada a severa.
Cambios en la TFG con la edad: Se ha encontrado de forma universal una relación inversa entre la edad y la TFG, encontrándose una caída de la TFG de alrededor de 0.75 ml/min por año luego de los 40 años de edad; no obstante en algunos estudios se ha encontrado que pacientes ancianos con buena función cardíaca presentan una TFG que se encuentra dentro del rango de la normalidad. Así podemos plantear que aunque la vejez se acompaña de disminución en la TFG, la presencia de condiciones comórbidas puede afectar la función renal en los pacientes ancianos.
Medición del flujo plasmático renal (FPR): El principio de aclaramiento también es utilizado para medir el FPR, aunque su medición tiene menor utilidad clínica.

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El paraaminohipurato (PAH) es una sustancia fácilmente medible que entra a la orina por filtración
glomerular y por secreción tubular proximal a través de la vía secretora de aniones orgánicos. La
combinación de filtración y secreción resulta en su eliminación casi completa del plasma tras un
paso único por el riñón, por lo tanto:
Llegada de PAH al riñón = Excreción de PAH

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FPR x PAHp = PAHu x V (PAHp - PAH plasmátco, PAHu – PAH urinario, CPAH- aclaramiento de PAH)
FPR = (PAHu x V) /PAHp = CPAH
Si conocemos el hematocrito (Hto) podemos plantear que el flujo sanguíneo renal (FSR) es:
FSR = CPAH /(1 – Hto)
El FPR y el FSR en los humanos es de aproximadamente 625 ml/min y 1100 ml/min
respectivamente. Considerando que solo el 85 a 90% del PAH es realmente eliminado de la
circulación en un paso único por el riñón, el aclaramiento de PAH subestimará tanto el FPR como
el FSR en un 10 a 15 porciento.

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Distribución del agua entre los espacios intracelular y extracelular:
El agua en el organismo se distribuye en tres compartimientos fundamentales: espacio
intracelular, intersticio y espacio vascular (estos dos últimos constituyen el espacio extracelular).
La regulación del volumen intracelular es esencial para el funcionamiento celular normal; ello se
consigue en parte a través de la regulación de la osmolalidad plasmática. Para comprender los
factores que regulan la osmolalidad plasmática, es necesario conocer de antemano los factores
involucrados en la distribución de agua a ambos lados de la membrana celular.
Intercambio de agua entre los líquidos intracelular y extracelular:
Las fuerzas osmóticas son las determinantes primarias de la distribución de agua en el organismo.
El agua puede atravesar libremente casi todas las membranas celulares, como resultado de esto,
los líquidos corporales se encuentran en equilibrio osmótico pues las osmolalidades de los líquidos
intra y extracelular son las mismas.
El concepto de presión osmótica puede comprenderse con facilidad, a partir de un experimento
simple. Tenemos un recipiente lleno de agua destilada, el cual está dividido en dos
compartimientos por una membrana que es permeable al agua pero no a los solutos, y se adiciona
glucosa al líquido de uno de los compartimientos. Las moléculas de agua tienen un movimiento
browniano (caótico) y pueden difundir a través de la membrana por un mecanismo similar a la
difusión de solutos. Cuando se añaden solutos al agua en este caso glucosa, las fuerzas cohesivas
intermoleculares provocan una reducción en el movimiento caótico (o actividad) de las moléculas
de agua. Dado que el agua se mueve del área de mayor actividad al área de menor actividad, el
agua fluirá desde el compartimiento de agua destilada pura al compartimiento que contiene
glucosa.

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En teoría este movimiento del agua, denominado osmosis, debe continuar indefinidamente pues la actividad del agua siempre será más baja que la del compartimiento que contiene glucosa. Sin embargo, dado que el recipiente es rígido, el incremento en el volumen del compartimiento que contiene glucosa resultará en una elevación de la presión hidrostática. Esta presión hidrostática tenderá a empujar el agua de vuelta al compartimiento de agua pura. El equilibrio se alcanzará cuando la presión hidrostática sea igual a las fuerzas que impulsan el agua hacia el compartimiento con glucosa. Esta presión hidrostática que se opone al movimiento osmótico del agua se le denomina presión osmótica de la solución.
La presión osmótica que se genera es proporcional al número de partículas del soluto por unidad de volumen del solvente, y no depende del tipo, valencia o peso de las partículas. Tenemos que conocer que 1 mol de cualquier sustancia contiene el mismo número de partículas: 6.02 x 1023 (número de Avogadro). Debemos tener presente que todo lo antes explicado se hizo considerando que el soluto es incapaz de atravesar la membrana celular.
Ahora pasamos a considerar lo que ocurriría si en el experimento anterior en lugar de la glucosa utilizáramos una sustancia liposoluble que fuera capaz de cruzar la membrana entre los compartimientos, por ejemplo la urea. Así, si adicionamos a uno de los compartimientos (ambos tienen previamente agua destilada pura) urea, esta se moverá a favor se su gradiente de concentración, hacia el compartimiento libre de solutos (agua pura). El nuevo estado de equilibrio se alcanzará cuando ambos compartimientos tengan igual concentración de urea y no como resultado del movimiento del agua hacia el compartimiento con urea. Como resultado de ello, en este caso no se genera presión osmótica y la urea es considerada un osmolito inefectivo.
La presión osmótica es muy importante in vivo, pues determina la distribución del agua entre los espacios intra y extracelular. Cada uno de estos compartimientos tiene un soluto que primariamente se encuentra limitado a ese compartimiento y por lo tanto es el mayor determinante de su presión osmótica: las sales de Na+ son los principales osmolitos extracelulares y son responsables del mantenimiento del agua en el espacio extracelular; las sales de K+ son los principales osmolitos intracelulares y mantienen el agua dentro de las células.
Aunque las membranas celulares son permeables tanto al Na+ como al K+, estos iones son capaces de actuar como osmolitos efectivos, debido a que son restringidos a sus respectivos compartimientos por la bomba Na+-K+ATPasa de la membrana celular. El efecto neto es que los volúmenes de líquido de los espacios intracelular y extracelular están determinados por la cantidad de agua presente y la relación entre el Na+ intercambiable y el K+ intercambiable.
Utilizamos el término intercambiable pues cerca del 30% del Na+ corporal y una fracción menor del K+ corporal se encuentran en áreas tales como el hueso donde estos son inintercambiables y por lo tanto osmóticamente inactivos. Estos iones también pueden encontrarse parcialmente unidos a organelas intracelulares como los lisosomas y en el núcleo.
Bajo circunstancias normales, el contenido de agua y electrólitos del organismo se mantiene dentro de límites relativamente estrechos, pues la ingesta dietética es balanceada por cambios apropiados en la excreción urinaria. No obstante, es muy importante conocer la importancia fisiopatológica que pueden tener los trastornos en el balance de agua y solutos del organismo.

42
Como sabemos, si se modifica la osmolalidad de un compartimiento líquido, el agua se moverá a través de las membranas celulares para restablecer el equilibrio osmótico. El grado en que esto afecta la distribución de agua y la concentración de solutos puede apreciarse a través del siguiente ejemplo; vamos a asumir (para simplificar) que la osmolalidad de los líquidos corporales es de 280 mOsmol/Kg y ello es debido a una concentración de sales sódicas de 140 mEq/l en el líquido extracelular y 140 mEq/l de sales potásicas en el líquido intracelular (asumimos que las sales de Na+ y K+ se disocian completamente en sus cationes y aniones). Un hombre de 70 Kg, tiene un agua corporal total (ACT) de alrededor del 58% de su peso, o sea de 42 litros (42 Kg) de los cuales 25 litros (60%) son intracelulares y 17 litros (40%) son extracelulares.
Si se añaden 420 mEq de NaCl (420 mOsmol) sin agua, al líquido extracelular; esto provoca, dado que el NaCl permanece en el espacio extracelular, un incremento en la osmolalidad del líquido extracelular que trae consigo salida de agua fuera de la célula a favor de su gradiente osmótico. Los cálculos que hacemos a continuación nos permiten estimar las características del agua corporal total en el nuevo estado de equilibrio:
 Solutos corporales totales iniciales = 280 mOsmol/Kg x 42 Kg =11 760 mOsmol
 Solutos extracelulares iniciales = 280 mOsmol/Kg x 17 Kg = 4 760 mOsmol
 Nuevos solutos corporales totales = 11 760 + 420 = 12 180 mOsmol
 Nueva osmolalidad del agua corporal total = 12 180 mOsmol /42 Kg = 290 mOsmol/Kg
 Nuevos solutos extracelulares = 4760 + 420 = 5 180 mOsmol
 Nuevo volumen extracelular = 5 180 mOsmol / 290 mOsmol/Kg = 17.9 Kg
 Nuevo volumen intracelular = 42 – 17.9 = 24.1 Kg
 Nueva concentración plasmática de Na+ = Osmolalidad/2 = 290/2 = 145 mEq/l
De este modo, el incremento de los solutos extracelulares resultó en el movimiento de 900 ml de agua desde la célula al líquido extracelular. El efecto neto es un incremento en la osmolalidad de ambos compartimentos aun cuando los solutos añadidos hayan estado restringidos al espacio extracelular. Esto ilustra porqué el agua corporal total (50 – 60% del peso corporal) debe ser utilizada para calcular el volumen de distribución de los cambios en la osmolalidad plasmática.
Una secuencia diferente tiene lugar si se adicionan 1.5 litros de agua libre de solutos al espacio extracelular. Esta reduce la osmolalidad del líquido extracelular, creando un gradiente osmótico favorable para la entrada de agua a las células. Igual que en la situación anterior hacemos los cálculos que nos permiten estimar las características del agua corporal total en el nuevo estado de equilibrio:
 Solutos corporales totales iniciales = 280 mOsmol/Kg x 42 Kg = 11 760 mOsmol
 Solutos extracelulares iniciales = 280 mOsmol/Kg x 17 Kg = 4 760 mOsmol
 Solutos intracelulares iniciales = 11 760 – 4 760 = 7 000 MOsmol
 Nueva agua corporal total = 42 + 1.5 = 43.5 Kg ó litros
 Nueva osmolalidad del agua corporal total = 11760 mOsmol /43.5 Kg = 270 mOsmol/Kg
 Nuevo volumen extracelular =4 760 mOsmol / 270 mOsmol/Kg = 17.6 Kg
 Nuevo volumen intracelular = 7 000 mOsmol / 270 mOsmol/Kg = 25.9 Kg o litros
 Relación del volumen intracelular con el ACT = 25.9 / 43.5 = 0.6 (60%)
 Nueva concentración plasmática de Na+ = Osmolalidad/2 = 270/2 = 135 mEq/l

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Dado que no hay cambios en la relación entre los solutos intracelulares y extracelulares, la composición fraccional del ACT no se modifica (el agua intracelular sigue siendo el 60% del ACT). Sin embargo, el ACT está incrementada, resultando en una expansión y dilución de ambos compartimientos.
En este ejemplo se asume que el agua administrada es retenida en el organismo. En los sujetos normales por el contrario, el exceso de agua es excretado muy rápidamente y no se evidencian cambios importantes en los parámetros antes calculados. Solamente tienen lugar los cambios antes descritos en el ACT y en la concentración de Na+ tras una carga de agua, cuando hay algún defecto en la excreción de agua, como se puede observar en el síndrome de secreción inadecuada de ADH.
Por otra parte, si el NaCl del primer ejemplo y el agua del segundo fueran administrados en forma de 1.5 litros de solución isotónica de NaCl, no habría cambios en la osmolalidad y consecuentemente no habría paso de agua de uno a otro compartimiento. Dado que el NaCl administrado permanece en el espacio extracelular, el único efecto es un incremento de 1.5 litros en el volumen del líquido extracelular (LEC).
Los resultados de los ejemplos anteriores nos muestran un principio muy importante, que la concentración plasmática de Na+ es una medida de concentración y no de volumen. En cada caso, el volumen del LEC se encuentra aumentado, debido a una elevación ya sea del ACT y/o del Na+ total intercambiable; a pesar de este cambio uniforme en el volumen del LEC en ambos casos, la concentración plasmática de Na+ se encuentra incrementada o disminuida. Esto ocurre porque la concentración de Na+ plasmático refleja la relación de la cantidad de soluto en este caso Na+, con respecto al agua del plasma y no la cantidad absoluta ni del soluto (Na+), ni del agua.
De este modo, no existe una correlación fija entre la concentración plasmática de Na+ y el volumen del LEC. Estos parámetros cambian en una dirección paralela cuando se administra Na+ pero lo hacen en dirección opuesta cuando se retiene agua (baja concentración plasmática de Na+ y volumen del LEC alto). Si tenemos en cuenta que el volumen del LEC es el determinante primario de la excreción urinaria de Na+, nos percatamos que no existe relación entre la concentración plasmática de Na+ y la tasa de excreción de Na+. Por ejemplo cuando se retiene agua, la concentración de Na+ plasmático disminuye por dilución pero la excreción de Na+ urinaria se incrementará debido al incremento del volumen del LEC.
Hay otro elemento en el que tenemos que hacer hincapié; el volumen intracelular varía inversamente con respecto a la concentración de Na+ plasmático, disminuyendo con la hipernatremia e incrementándose con la hiponatremia. Estos cambios son muy importantes clínicamente pues los síntomas neurológicos asociados con los cambios agudos en las concentraciones de Na+ plasmático, están relacionados directamente con los cambios en el volumen celular de las células del cerebro.
Relación entre concentración plasmática de sodio y osmolalidad: La osmolalidad del plasma es igual a la suma de las osmolalidades individuales de los solutos disueltos en el plasma. La mayor parte de los osmolitos plasmáticos son sales de Na+, con una contribución menor de otros iones, glucosa y urea. El efecto osmótico de los iones del plasma puede estimarse del siguiente modo:

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2 x Concentración de Na+ (la multiplicación por dos, obedece a los aniones acompañantes). La validez de esta estimación resulta de la interrelación de varios factores:
 Las interacciones iónicas en el plasma reducen el movimiento caótico del NaCl y por ello actúa osmóticamente como si solo el 75% y no el 100% estuviera disociado. Como resultado de esto 1 mmol de NaCl se comporta como si se hubiera disociado en alrededor de 1.75 partículas (0.75 Na+, 0.75 Cl-, y 0.25 NaCl), así si pretendemos estimar el efecto osmótico de las sales de Na+, la concentración plasmática de Na+ tiene que ser multiplicada por 1.75.
 Sólo el 93% del plasma está compuesto normalmente por agua, las grasas y las proteínas conforman el 7% restante. En la mayoría de los laboratorios, la concentración plasmática de Na+ se mide por litro de plasma. Este valor debe ser dividido por 0.93 para estimar la concentración de Na+ en la fracción de agua del plasma (el Na+ sólo está presente en la fase acuosa del plasma). Así,
Osmolalidad de las sales de Na+ = (1.75 / 0.93) x [Na+] en plasma
= 1.88 x [Na+] en plasma
 El resto 0.12 x [Na+] plasmático es igual a 17 mOsmol/Kg (0.12 x 140) lo cual es afortunadamente aproximadamente la presión osmótica generada por las sales K+, Ca2+ y Mg2+.
La contribución osmótica de la glucosa y la urea, en caso de ser medidos en mg/dl, puede estimarse del siguiente modo:
mOsmol/Kg = (mg/dl x 10) / peso molecular
El peso molecular de la glucosa es 180 y el de la urea 60. Por lo tanto la osmolalidad puede estimarse como sigue:
Osmolalidad (mOsmol/Kg) = (2 x [Na+] en plasma) + [glucosa en mg/dl]/18 + [Urea en mg/dl]/6
(Si tuviéramos los valores de glicemia y urea en mmol/l solo se coloca el valor y no se divide por nada)
La osmolalidad efectiva del plasma (y del líquido extracelular) está determinada por aquellos osmolitos que actúan manteniendo el agua dentro del espacio extracelular. Dado que la urea atraviesa sin dificultad las membranas celulares, no es un osmolito efectivo, entonces:
Osmolalidad efectiva = (2 x [Na+] en plasma) + [glucosa en mg/dl]/18
Los valores normales de estos parámetros son:
[Na+] en plasma = 137-145 mEq/l
[Glicemia] = 60-100 mg/dl (3.3-5.5 mmol/l)

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[Urea] = 7-30 mg/dl (1.16-5 mmol/l)
Osmolalidad plasmática = 275-290 mOsmol/Kg
Osmolalidad efectiva = 270-285 mOsmol/Kg
En circunstancias normales, la glucosa sólo aporta 5 mOsmol/Kg, por lo que la ecuación puede ser simplificada:
Osmolalidad efectiva = 2 x [Na+] en plasma
Podemos decir entonces, que habitualmente la concentración plasmática de Na+ refleja la osmolalidad, pues como conocemos las sales de Na+ son los principales osmolitos extracelulares.
Medición de la osmolalidad en el laboratorio: La osmolalidad de una solución es medida en el laboratorio, no por medición directa de la presión osmótica, sino de acuerdo a otras propiedades de los solutos, tales como su capacidad de deprimir el punto de congelación o la presión del vapor de agua. El agua libre de solutos congela a 0°C. Si se añade 1 Osmol de cualquier soluto (o combinación de solutos) a 1Kg de agua, el punto de congelación de este líquido se deprimirá en 1.86°C. Esta propiedad es utilizada para determinar la osmolalidad de una solución. Por ejemplo, si el punto de congelación del agua plasmática es normalmente de alrededor de -0.521°C. Esto se corresponde con una osmolalidad de 0.280 Osmol/Kg (0.521/1.86) o 280 mOsmol/Kg. El equipo que se utiliza para hacer esta determinación es el osmómetro.
Brecha osmolal: Es la diferencia entre la osmolalidad medida con el osmómetro y la osmolalidad calculada como antes explicamos,
Brecha osmolal = Osmolalidad medida – Osmolalidad calculada
La brecha osmolal es normalmente menor de 10 mOsmol/Kg de agua. La adición de solutos diferentes a las sales de Na+, glucosa y urea al plasma provocan un incremento de la brecha osmolal. (Obsérvese que sólo estos solutos son tenidos en cuenta en la osmolalidad calculada)
La brecha osmolal es muy útil en la práctica clínica para el diagnóstico de intoxicaciones exógenas, sobre todo de aquellas que se acompañan de acidosis metabólica, como son los casos de los alcoholes: metanol y etilenglicol. En estos casos las sustancias que añaden osmolalidad al medio, no son tenidas en cuenta en la estimación de la osmolalidad calculada. Debe tenerse presente que el aumento de la brecha osmolal en caso de intoxicaciones por alcoholes, sólo tiene lugar cuando la osmolalidad plasmática es medida con un osmómetro que utilice el principio de la depresión del punto de congelación, por el contrario la contribución osmótica de los alcoholes volátiles no es tomada en cuenta cuando se utiliza un osmómetro que utiliza el principio de la presión del vapor de agua, pues en este caso se asume que sólo existe agua en la fase gaseosa (vapor).

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Transporte tubular:
Transporte tubular proximal:
El líquido filtrado en el glomérulo entra en el túbulo proximal donde entre el 55 y 60 % del filtrado
es normalmente reabsorbido. El elemento básico en la función del túbulo proximal es el
transporte activo de sodio, el cual permite que el agua y el resto de los solutos filtrados sean
reabsorbidos pasivamente. Otros solutos son secretados en este segmento, incluyendo los iones
hidrógeno y los cationes y aniones orgánicos.
Aunque el túbulo proximal juega un papel fundamental en el transporte de solutos, el grado de
reabsorción de los solutos individuales no es uniforme. De este modo, casi toda la glucosa y los
aminoácidos son reabsorbidos en este segmento, pero solo alrededor de un 90% del HCO3
-, 65%
del Na+ y 55% del Cl- son reabsorbidos a este nivel.
Anatomía: El túbulo proximal tiene un segmento contorneado que comienza en el glomérulo, y un
segmento recto (pars recta), que termina a nivel de la médula externa en la rama descendente del
asa de Henle. Sin embargo, cuando se examina con precisión el túbulo proximal este se puede
subdividir en 3 segmentos con diferentes tipos de células: S1 parte proximal del túbulo
contorneado, S2 parte distal del túbulo contorneado y el inicio de la pars recta y S3 el resto de la
pars recta.
Las células de los diferentes segmentos del túbulo proximal presentan diferentes características
funcionales. El segmento S1, tiene una muy alta capacidad de transporte siendo más importante
cuantitativamente en la reabsorción de Na+ y HCO3
- que el resto de los segmentos. Esto es debido

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a un mayor número de transportadores en la membrana luminal y una mayor área de superficie disponible para la reabsorción. Comparativamente la secreción tubular mediada por las bombas secretoras de aniones y cationes orgánicos es mayor en el segmento S2.
Modelo de transporte: La anatomía del túbulo proximal es similar a la de otros epitelios de transporte. Las células tienen dos membranas con diferentes características de permeabilidad y transporte: la membrana luminal (apical) que separa la célula de la luz tubular que contiene múltiples proteínas transportadoras que facilitan la entrada de solutos a la célula y en menor medida la secreción de solutos a la luz. La membrana basolateral separa la célula del intersticio y de los capilares peritubulares. Esta membrana contiene la bomba Na+-K+ ATPasa además de transportadores y canales que permiten que los solutos reabsorbidos retornen a la circulación sistémica. La bomba Na+-K+ ATPasa indirectamente provee la energía necesaria para que todas las proteínas transportadoras funcionen.
Las células tubulares proximales están separadas por espacios intercelulares, que presentan proteínas de unión intercelular que forman las uniones ceñidas (tight junctions). Las uniones ceñidas están compuestas de moléculas proteicas que mantienen en aposición las células adyacentes, también sirven de frontera entre las membranas luminal y basolateral, evitando así que las proteínas de membrana (transportadores entre otras) difundan de una membrana a la otra.
Los túbulos proximales reabsorben más de 100 L/día de líquido en sujetos con función renal normal (55-60% de la filtración diaria, que es de 150-180 L). El túbulo proximal está bien adaptado para esta tarea debido a las adaptaciones que presenta, las que facilitan la reabsorción neta de buena parte de la filtración. La membrana luminal presenta microvellosidades que incrementan el área de superficie disponible para la reabsorción. Además las microvellosidades presentan un borde en cepillo que contiene proteínas transportadoras específicas, así como la enzima anhidrasa carbónica la cual es muy importante en la reabsorción de HCO3-. La reabsorción de solutos crea un gradiente osmótico que le permite al agua ser reabsorbida en parte a través de las células. Este proceso puede ocurrir debido a la presencia de canales de agua tanto en la membrana luminal como basolateral denominados aquaporina-1 que hacen las células permeables al agua. En comparación las membranas luminales de la rama ascendente del asa de Henle y de la nefrona distal no tienen estos canales y no permiten el transporte osmótico de agua en estado basal.
La reabsorción preferencial de HCO3- en el túbulo proximal especialmente en el segmento S1 unida a la reabsorción osmótica de agua, resultan en una elevación del Cl- intraluminal. Este gradiente de Cl- es muy importante pues permite la reabsorción pasiva de un ⅓ del NaCl y del agua que se reabsorben en el túbulo proximal, en este caso por vía paracelular a través de las uniones ceñidas; es de señalar que las uniones ceñidas del túbulo proximal son del tipo filtrante o sea mucho más permeables que la de otros segmentos nefronales. Esta alta capacidad de transporte pasivo del túbulo proximal queda evidenciada en el hecho que pese a presentar la mayor tasa de reabsorción de la nefrona, la actividad de la Na+-K+ATPasa del túbulo proximal es mucho más baja que la de la rama ascendente gruesa del asa de Henle y del túbulo distal.

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El Na+ filtrado entra pasivamente a través de la membrana luminal y luego es transportado
activamente por acción de la bomba Na+-K+ATPasa fuera de la célula (al espacio intercelular). La
salida de Na+ y otros solutos de la luz, inicialmente disminuye la osmolalidad luminal creando un
gradiente osmótico de hasta 15 mmHg que promueve la reabsorción de agua. La salida del agua
es también promovida por un factor adicional: la reabsorción preferencial de NaHCO3 en el
segmento S1 del túbulo proximal trae consigo una elevación en la concentración intraluminal de
Cl-; esto hace la osmolalidad luminal efectiva aun más baja, pues las uniones ceñidas son
permeables al Cl-, lo que hace que el Cl- funcione como un osmol inefectivo.
El líquido reabsorbido que se acumula en el espacio intercelular puede entrar al capilar peritubular
y retornar a la circulación sistémica o puede sufrir retrofiltración de vuelta a la luz tubular a través
de las uniones ceñidas. La reabsorción proximal neta de Na+ y agua está sujeta a múltiples
factores: solutos filtrados que son reabsorbidos con el sodio, hemodinámica de los capilares
peritubulares y factores neurohumorales como la angiotensina II, norepinefrina y dopamina.

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A continuación explicamos el proceso con más detalle:
Entrada a la célula: El sodio luminal debe entrar a la célula antes que este pueda ser reabsorbido.
El paso primario en este proceso es la acción de la bomba Na+-K+ATPasa en la membrana
basolateral, que tiene dos funciones que generan un gradiente electroquímico favorable para la
entrada pasiva de Na+ a la célula. Primero, la bomba mantiene una concentración efectiva de Na+
intracelular de alrededor de 20-30 mEq/l debido a la salida de sodio que provoca; esto está muy
por debajo de los 145 mEq/l de Na+ en el filtrado (igual que la sangre). Segundo, la bomba
contribuye al desarrollo de un interior de la célula electronegativo por promover la pérdida de
cationes o sea estequiométricamente la bomba saca 3 Na+ y entra 2 k+ (pérdida de cationes), y el
K+ que entra a la célula escapa de esta a través de los canales de K+ ATP sensibles de la membrana
basolateral (más pérdida de cationes).
Las actividades de la bomba Na+-K+ ATPasa y de los canales de K+ varían apropiadamente de forma
paralela. Así, una reducción en la actividad de la bomba, debido por ejemplo a una disminución en
la reabsorción de sodio, conlleva a una acumulación de ATP en la célula lo que provoca una
regulación a la baja (downregulation) de los canales de K+ ATP sensibles. Nótese que en este caso
es requerido que menos potasio salga de la célula por estos canales debido a que menos potasio
está entrando por acción de la bomba Na+-K+ATPasa.
Como ya vimos el efecto final de la actividad de la bomba Na+-K+ ATPasa es la creación de un
gradiente electroquímico favorable que promueve la entrada pasiva de Na+. No obstante, este
transporte debe ocurrir a través de un transportador de membrana o un canal, pues los iones no
pueden atravesar libremente la bicapa lipídica de la membrana celular. En el túbulo proximal, el
movimiento del sodio a través de la membrana luminal está parcialmente ligado al cotransporte

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de otros solutos; de este modo las proteínas transpotadoras específicas: Na+-glucosa, Na+-
aminoácidos y Na+-fosfato están presentes en el borde en cepillo de la membrana luminal. Ambos
lugares del cotransportador deben estar ocupados para que ocurra el cotransporte.
La entrada de Na+ también ocurre por contratransporte con H+, pues el contratransportador
Na+/H+ permite la reabsorción de Na+ y la secreción de H+ a la luz tubular (este es el último paso en
la reabsorción de HCO3
-).

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Movimiento al espacio intercelular: El Na+ que ha entrado a la célula debe ser transportado al
espacio intercelular, a través de la membrana basolateral en contra de un gradiente eléctrico y de
concentración. La energía requerida para este proceso proviene de la hidrólisis del ATP por la
bomba Na+-K+ ATPasa
Mecanismos de reabsorción de cloro: Luego del Na+, el Cl- es el ion que se encuentra en mayor
magnitud en el filtrado. La reabsorción proximal de Cl- se produce tanto por procesos activos como
pasivos, los cuales están indirectamente relacionados con el transporte activo de Na+. La
reabsorción activa de Cl- tiene lugar por la acción de un intercambiador aniónico en la membrana
luminal, mediante el cual el Cl- es intercambiado por formiato (éster del ácido fórmico) celular.
Aunque la concentración de formiato en el filtrado es de solo 0.25-0.5 mEq/l, este anión es capaz
de promover la reabsorción de Cl- debido a que se recicla a través de la membrana luminal. El
formiato filtrado inicialmente se combina con el H+ secretado por el transportador (antiportador)
Na+/H+ para formar ácido fórmico (HF). Este último no tiene carga y es capaz de difundir a través
de la membrana luminal. La célula, sin embargo tiene una concentración de H+ más baja que la luz,
debido a la secreción de H+. Como resultado la reacción HF <—> H+ + Formiato- en el interior
de la célula se desplaza a la derecha. El H+ es entonces secretado de nuevo, mientras el formiato
retorna a la luz a través del intercambiador formiato-Cl- de la membrana del borde en cepillo. El
ácido fórmico entonces se re-forma en la luz tubular y el proceso se repite. La energía para este
intercambio iónico es una vez más garantizada por la bomba Na+-K+ ATPasa; pues al mantener una
concentración intracelular baja de Na+ permite que el intercambiador Na+/H+ continúe
funcionando, lo que es esencial para el reciclado del formiato. Asimismo cuando el intercambidor
Na+/H+ es inhibido, ocurre de forma paralela una inhibición casi total del transporte transcelular
activo de cloro.

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El Cl- reabsorbido retorna a la circulación sistémica a través de la membrana basolateral. En ello
participan los canales selectivos de Cl- y el cotransportador K+-Cl-. La energía para estos procesos
proviene respectivamente del interior de la célula electronegativo y por la alta concentración
intracelular de K+ en relación a la del intersticio.
Formiato y transporte de cloro

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Mecanismos de transporte proximal pasivo: Los mecanismos pasivos son responsables de alrededor de ⅓ de la reabsorción líquida proximal. A continuación explicamos el mecanismo por el que esto tiene lugar.
La parte inicial del túbulo contorneado proximal reabsorbe la mayor parte de la glucosa, aminoácidos y bicarbonato filtrados y en menor cuantía cloro. El efecto neto de esta reabsorción es que el líquido tubular tiene una osmolalidad similar a la del plasma, pero con una concentración mayor de cloro y menor de glucosa, bicarbonato y aminoácidos. En contraste, los espacios intercelulares de los segmentos más distales del túbulo proximal tienen una concentración de solutos semejante a la del plasma, dado que están en equilibrio con la sangre del capilar peritubular. Si las uniones ceñidas fueran igualmente permeables a todos los solutos, no hubiera movimiento neto de líquido, dado que la osmolalidad efectiva de los dos compartimientos sería semejante. Sin embargo la permeabilidad al Cl- excede a la del resto de los solutos, particularmente a la del bicarbonato.
En estas condiciones, la reabsorción pasiva de líquido ocurre a través de las uniones ceñidas por dos mecanismos: el Cl- atraviesa las uniones ceñidas a favor de su gradiente de concentración y el Na+ y el agua lo siguen a favor de los gradientes eléctrico y osmótico respectivamente. (El bicarbonato, la glucosa y los aminoácidos no se mueven en dirección opuesta en la misma medida pues las uniones son mucho menos permeables a estos solutos); también tiene lugar transporte primario de Cl- en el túbulo proximal más distal y el agua se mueve a través de las uniones ceñidas a favor del gradiente osmótico; el NaCl la sigue por arrastre de solvente y por difusión pues la salida de agua incrementa la concentración de solutos en la luz tubular. Este movimiento del agua ocurre debido a que las uniones ceñidas son preferentemente permeables al Cl-, como resultado de ello es un osmol relativamente inefectivo. De este modo la osmolalidad efectiva en el espacio intercelular excede la de la luz (por lo que promueve la reabsorción de agua), aun cuando la osmolalidad total es la misma en ambos compartimentos.
La reabsorción pasiva de líquido parece solo ocurrir en las nefronas de la corteza externa y media. En contraste, el transporte activo de Na+ es el responsable de casi toda la reabsorción tubular proximal de NaCl en las nefronas yuxtamedulares pues no son particularmente permeables al Cl-.
El HCO3- es el soluto más importante que promueve el transporte pasivo, pues presenta la mayor concentración (24 mmo/l & 5 mmol/l de la glucosa). Un ejemplo clínico del efecto del HCO3- se observa con la administración de Acetazolamida. Este es un diurético que actúa inhibiendo la anhidrasa carbónica, con lo que disminuye la reabsorción de HCO3-. Este también produce una reducción significativa en la reabsorción proximal de NaCl, aun cuando no presenta un efecto directo sobre el transporte de Cl-. Esta clorouresis refleja la disminución de la reabsorción pasiva, resultante de la disminución del transporte de HCO3-. Un caso semejante (reducción en la reabsorción proximal de Cl-) ocurre en los cuadros de acidosis metabólica, cuadro en el que está disminuida la concentración plasmática de HCO3-. En este caso menos bicarbonato es filtrado (debido a la baja concentración plasmática) y por lo tanto hay menos disponible para la reabsorción proximal.

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