Reviews: Fisiología renal
How Does the Kidney Filter Plasma? Karl Tryggvason1 and
Jorma Wartiovaara2
1Division of Matrix Biology, Department of
Medical Biochemistry and Biophysics, Karolinska Institute,
Stockholm, Sweden;
and 2Institute of Biotechnology, University of Helsinki,
Helsinki, Finland (2005)
The Mammalian Urine
Concentrating Mechanism:
Hypotheses and Uncertainties Anita T. Layton,1 Harold E. Layton,1
William H. Dantzler,2 and Thomas L. Pannabecker2
1Department of Mathematics,
Duke University,
Durham, North Carolina; and
2Department of Physiology,
College of Medicine,
University of Arizona, Tuscon, Arizona
Integrantes:
Jair Noe Goñi.
Yenny Aybar
Flores.
Revisión e introducción de
nuevos conceptos:
• Controversia acerca de los mecanismos
renales (pocos conocidos).
• Naturaleza exacta del filtro glomerular
(debate).
• Importancia destacada del diafragma de
hendidura del podocito en la filtración.
FUNCIONES DE LOS RIÑONES
Formación de Orina
Control de la
Volemia
Control de la
Presión Arterial
Sistémica
Control de Equilibrio
Acido-Base
Control de la
Concentración de
electrolitos
Control de la
Osmolaridad
plasmática
Función Endocrino
(Eritropoyetina,
SRAA, PG, Cininas)
Filtración del plasma
Macromoléculas largas y albúmina.
Restricciones:Restricciones:
AnteriorAnterior
Diafragma deDiafragma de
hendidura delhendidura del
podocitopodocito
((Karnovsky)
Actuales:Actuales:
FILTRACIÓN GLOMERULAR
• Es el paso de fluido y solutos a través del
filtro glomerular.
• Material que se filtra: PLASMA
• Lugar del proceso: GLOMÉRULO
• Filtrado resultante: ULTRAFILTRADO
SANGRE
ULTRAFILTRADO = Componente de sangre - Iones - Proteínas –
H2O
¿Es importante el glomérulo?
¿Sí?
¿No?
¿Por qué?
Problemas:
• Proteinuria ( 150 mg/día, uso de albúmina)
• Falla renal y daño glomerular.
• Otras enfermedades y complicaciones…
• Mutaciones en Colágeno IV, sin mayores
complicaciones.
¿Permeabilidad selectiva?
• Uso de sondas catiónicas: Ferritina & lisozima.
(Presencia de sitios aniónicos en GBM)
• Partículas catiónicas de Au, cél. Endoteliales y
podocitos, porción central de la matriz.
• Contribuyen a la parte aniónica: Perlecan, largo
heparan sulfato proteoglicano & Agrina. (GAG),
sialoproteínas [Presencia de grupos sulfato y de
grupos de ácido urónico]
Avances y estudios recientes:
• Planteamiento de la estructura/modelo de filtro
zipper – like (Diafragma de hendidura)
• Papel de endotelio fenestrado & su glucálix.
• GAG shots: flujo sanguíneo & permeabilidad.
(heparan sulfato & hialuronato) = proteinuria
• Estudios con hialuronidasa, heparanasa &
condroitinasa.
• Shots intrav. y perfusión renal proteinuria.
• Más estudios para importancia en filt. (GAG)
GBM (Memb. Basal glomerular): Estructura extracelular
Principales componentes: colágeno tipo IV 3ple-helicoidal (α1&2
chains – bbs, luego 3-5 α), proteoglicanos, laminina, entactina.
•Orina primaria túbulo proximal; sangre no filtrada retorna.
•Diafragma de hendidura del podocito: uniforme, poroso,Diafragma de hendidura del podocito: uniforme, poroso,
componentes específicos.componentes específicos.
Más complicaciones (Por
mutaciones)
• En colágeno IV tipo adulto: deformación
estructural GBM & Síndrome de Alport (hered.
♂♂!) Hematuria & prot.
• Gene targetting: Cél. Madre embryo para
generar ratones heparan sulfato deficiente –
perlecan, resultados: inesperados (√)
Presencia de cataratas prueba de funciones
importantes del perlecan. (Pero otros proteog.
Podrían compensar esto)
Más complicaciones (Por
mutaciones)
• Laminina: glicoproteína heterotrimérica,
importante en adhesión, dif. celular, func.
estructural.
• Forma fetal: 10 (α5:β1: 1) 11 (ɣ α5:β2: 1),ɣ
mutaciones en la forma 11 Sínd. Nefrótico.
• Importante para la integridad de la barrera de
filtración.
• Entactina conecta: Colágeno IV & laminina,Entactina conecta: Colágeno IV & laminina,
estruct. porosa pero no específica.estruct. porosa pero no específica.
¿Rol de proteoglicanos?
¿Fundamental?
¿Superfluo?
…
Diafragma de hendidura delDiafragma de hendidura del
podocitopodocito
• Membrana porosa de tamaño selectivo,
alteraciones proteinuria.
• Estructura porosa ordenada, tamaño < álbumina.
• Importancia del aislamiento de un gen (codif. de
nefrina) del síndrome nefrótico congénitosíndrome nefrótico congénito =>
proteinuria & ausencia del diaf.
• Podocina importante en procesos del podocito
(prot. Integral de memb.) (NPHS2 mutado)(NPHS2 mutado)
Importancia de ciertas proteínas:
• Así mismo: Neph1, FAT (prot. transmembrana),
ZO-1 (Zonulaint.) forman parte del diafragma.
• CD2APCD2AP Nefrina y podocina.
• NefrinaNefrina y Neph 1Neph 1: dom extracelulares forma
homo/heterodímeros, dom. Intracelular con
podocinapodocina.
• Síndrome nefrótico congénito, proteinuria.Síndrome nefrótico congénito, proteinuria.
Supuesto mecanismo:
• Moléculas de nefrinaMoléculas de nefrina de 2 procesos podocíticos
vecinos interactúeninteractúen en el centro de la hendidurahendidura.
(det. ancho)
• Uso de técnicas tomográficas electrónicas.
• Riñones deficientes de nefrina, estruct. distinta,
son 2-3 capas. Poros pequeños.
• Localización exacta: tomografía
inmunoelectrónica, data protéica cristalográfica,
tomografía electrónica combinada con
microscopía inmunoelectrónica => 3d struct.
Vista de la hendidura de
filtración:
GBM juega un
papel importante
aún, más
estudios…
FILTRACIÓN: salida
de líquido de los
capilares
glomerulares al
túbulo renal
FILTRACIÓN
Sustancia a eliminar
Sustancia que no debe ser eliminada
REABSORCIÓN
REABSORCIÓN:
transporte de las
sustancias desde el
interior del túbulo hacia
la sangre
Sustancia a eliminar
Sustancia que no debe ser eliminada
SECRECIÓN
SECRECIÓN: transporte
de las sustancias desde
la sangre al interior del
túbulo
Sustancia a eliminar
Sustancia que no debe ser eliminada
EXCRECIÓN:
eliminación de las
sustancias al exterior
con la orina
EXCRECIÓN
FORMACIÓN DE ORINA
1. FILTRACIÓN
2. REABSORCIÓN
3. EXCRECIÓN
ORINA
GLOMÉRULO
RENAL
TÚBULO RENAL
300
300
1200
100
400
300
600
200
400
900 700
H20
H20
H20
H20
H20
H20
H20
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
100
100
100
100
900
1200
100
H20
NaCl
H20
NaCl
H20
NaCl
H20
NaCl
H20
NaCl
H20
NaCl
H20
NaCl
H20
NaCl900
600
1200
900
400
400
300
300 300
600Urea
Urea
300
400
600
Asa de Henle: Mecanismo de Contracorriente
Túbulo colector
Osmolalida
d del líquido
intersticial
(mOsm)
Corteza
Médula
externa
Hacia la
vena
Sangre de la
arteriola
aferente
= Transporte activo
= Transporte pasivo
ASA DE HENLE VASA RECTA
Médula
interna

Exporenal

  • 1.
    Reviews: Fisiología renal HowDoes the Kidney Filter Plasma? Karl Tryggvason1 and Jorma Wartiovaara2 1Division of Matrix Biology, Department of Medical Biochemistry and Biophysics, Karolinska Institute, Stockholm, Sweden; and 2Institute of Biotechnology, University of Helsinki, Helsinki, Finland (2005) The Mammalian Urine Concentrating Mechanism: Hypotheses and Uncertainties Anita T. Layton,1 Harold E. Layton,1 William H. Dantzler,2 and Thomas L. Pannabecker2 1Department of Mathematics, Duke University, Durham, North Carolina; and 2Department of Physiology, College of Medicine, University of Arizona, Tuscon, Arizona Integrantes: Jair Noe Goñi. Yenny Aybar Flores.
  • 2.
    Revisión e introducciónde nuevos conceptos: • Controversia acerca de los mecanismos renales (pocos conocidos). • Naturaleza exacta del filtro glomerular (debate). • Importancia destacada del diafragma de hendidura del podocito en la filtración.
  • 3.
    FUNCIONES DE LOSRIÑONES Formación de Orina Control de la Volemia Control de la Presión Arterial Sistémica Control de Equilibrio Acido-Base Control de la Concentración de electrolitos Control de la Osmolaridad plasmática Función Endocrino (Eritropoyetina, SRAA, PG, Cininas) Filtración del plasma
  • 5.
    Macromoléculas largas yalbúmina. Restricciones:Restricciones: AnteriorAnterior Diafragma deDiafragma de hendidura delhendidura del podocitopodocito ((Karnovsky) Actuales:Actuales:
  • 7.
    FILTRACIÓN GLOMERULAR • Esel paso de fluido y solutos a través del filtro glomerular. • Material que se filtra: PLASMA • Lugar del proceso: GLOMÉRULO • Filtrado resultante: ULTRAFILTRADO SANGRE ULTRAFILTRADO = Componente de sangre - Iones - Proteínas – H2O
  • 8.
    ¿Es importante elglomérulo? ¿Sí? ¿No? ¿Por qué?
  • 9.
    Problemas: • Proteinuria (150 mg/día, uso de albúmina) • Falla renal y daño glomerular. • Otras enfermedades y complicaciones… • Mutaciones en Colágeno IV, sin mayores complicaciones.
  • 10.
    ¿Permeabilidad selectiva? • Usode sondas catiónicas: Ferritina & lisozima. (Presencia de sitios aniónicos en GBM) • Partículas catiónicas de Au, cél. Endoteliales y podocitos, porción central de la matriz. • Contribuyen a la parte aniónica: Perlecan, largo heparan sulfato proteoglicano & Agrina. (GAG), sialoproteínas [Presencia de grupos sulfato y de grupos de ácido urónico]
  • 11.
    Avances y estudiosrecientes: • Planteamiento de la estructura/modelo de filtro zipper – like (Diafragma de hendidura) • Papel de endotelio fenestrado & su glucálix. • GAG shots: flujo sanguíneo & permeabilidad. (heparan sulfato & hialuronato) = proteinuria • Estudios con hialuronidasa, heparanasa & condroitinasa. • Shots intrav. y perfusión renal proteinuria. • Más estudios para importancia en filt. (GAG)
  • 12.
    GBM (Memb. Basalglomerular): Estructura extracelular Principales componentes: colágeno tipo IV 3ple-helicoidal (α1&2 chains – bbs, luego 3-5 α), proteoglicanos, laminina, entactina. •Orina primaria túbulo proximal; sangre no filtrada retorna. •Diafragma de hendidura del podocito: uniforme, poroso,Diafragma de hendidura del podocito: uniforme, poroso, componentes específicos.componentes específicos.
  • 13.
    Más complicaciones (Por mutaciones) •En colágeno IV tipo adulto: deformación estructural GBM & Síndrome de Alport (hered. ♂♂!) Hematuria & prot. • Gene targetting: Cél. Madre embryo para generar ratones heparan sulfato deficiente – perlecan, resultados: inesperados (√) Presencia de cataratas prueba de funciones importantes del perlecan. (Pero otros proteog. Podrían compensar esto)
  • 14.
    Más complicaciones (Por mutaciones) •Laminina: glicoproteína heterotrimérica, importante en adhesión, dif. celular, func. estructural. • Forma fetal: 10 (α5:β1: 1) 11 (ɣ α5:β2: 1),ɣ mutaciones en la forma 11 Sínd. Nefrótico. • Importante para la integridad de la barrera de filtración. • Entactina conecta: Colágeno IV & laminina,Entactina conecta: Colágeno IV & laminina, estruct. porosa pero no específica.estruct. porosa pero no específica.
  • 15.
  • 16.
    Diafragma de hendiduradelDiafragma de hendidura del podocitopodocito • Membrana porosa de tamaño selectivo, alteraciones proteinuria. • Estructura porosa ordenada, tamaño < álbumina. • Importancia del aislamiento de un gen (codif. de nefrina) del síndrome nefrótico congénitosíndrome nefrótico congénito => proteinuria & ausencia del diaf. • Podocina importante en procesos del podocito (prot. Integral de memb.) (NPHS2 mutado)(NPHS2 mutado)
  • 17.
    Importancia de ciertasproteínas: • Así mismo: Neph1, FAT (prot. transmembrana), ZO-1 (Zonulaint.) forman parte del diafragma. • CD2APCD2AP Nefrina y podocina. • NefrinaNefrina y Neph 1Neph 1: dom extracelulares forma homo/heterodímeros, dom. Intracelular con podocinapodocina. • Síndrome nefrótico congénito, proteinuria.Síndrome nefrótico congénito, proteinuria.
  • 18.
    Supuesto mecanismo: • Moléculasde nefrinaMoléculas de nefrina de 2 procesos podocíticos vecinos interactúeninteractúen en el centro de la hendidurahendidura. (det. ancho) • Uso de técnicas tomográficas electrónicas. • Riñones deficientes de nefrina, estruct. distinta, son 2-3 capas. Poros pequeños. • Localización exacta: tomografía inmunoelectrónica, data protéica cristalográfica, tomografía electrónica combinada con microscopía inmunoelectrónica => 3d struct.
  • 19.
    Vista de lahendidura de filtración: GBM juega un papel importante aún, más estudios…
  • 20.
    FILTRACIÓN: salida de líquidode los capilares glomerulares al túbulo renal FILTRACIÓN Sustancia a eliminar Sustancia que no debe ser eliminada
  • 21.
    REABSORCIÓN REABSORCIÓN: transporte de las sustanciasdesde el interior del túbulo hacia la sangre Sustancia a eliminar Sustancia que no debe ser eliminada
  • 22.
    SECRECIÓN SECRECIÓN: transporte de lassustancias desde la sangre al interior del túbulo Sustancia a eliminar Sustancia que no debe ser eliminada
  • 23.
    EXCRECIÓN: eliminación de las sustanciasal exterior con la orina EXCRECIÓN
  • 24.
    FORMACIÓN DE ORINA 1.FILTRACIÓN 2. REABSORCIÓN 3. EXCRECIÓN ORINA GLOMÉRULO RENAL TÚBULO RENAL
  • 25.
    300 300 1200 100 400 300 600 200 400 900 700 H20 H20 H20 H20 H20 H20 H20 NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl 100 100 100 100 900 1200 100 H20 NaCl H20 NaCl H20 NaCl H20 NaCl H20 NaCl H20 NaCl H20 NaCl H20 NaCl900 600 1200 900 400 400 300 300 300 600Urea Urea 300 400 600 Asade Henle: Mecanismo de Contracorriente Túbulo colector Osmolalida d del líquido intersticial (mOsm) Corteza Médula externa Hacia la vena Sangre de la arteriola aferente = Transporte activo = Transporte pasivo ASA DE HENLE VASA RECTA Médula interna

Notas del editor

  • #14 Diafragma de hendidura del podocito, verdadera barrera macromolecular. – Gene targetting: Recomb. Homologa para modif. de un gen. Cataratas= Des. Anormal de la capsula de la membrana basal del cristalino.
  • #15 Forma una malla apretada, altamente reticulada o entrecruzada.
  • #17 Ausencia de este gen en ratones =&gt; muerte neonatal. Prot. Intracelulares juegan un papel importante en su estructura funcional.
  • #18 FAT: proteína larga parecida a la Cadherina. / CD2AP: Proteina adaptadora, intracelular (posiblemente interactúa con los dominios intracelulares) Rojo: mutaciones (Las 4 actúan para un complejo diafrag. Funcional) / P cadherina, también se encuentra pero no es crucial ni para desarrollo, ni función.
  • #19 Tomografía inmunoelectrónica: Localiz. Extrac. de la Nefrina IgG parecidas distal cerca a la hendidura (al centro), neph 1 peke!