Este documento describe los mecanismos de lesión glomerular. Explica que la barrera de filtración glomerular está compuesta por el endotelio fenestrado, la membrana basal glomerular y la hendidura del poro. Describe los dominios del podocito y cómo proteínas como la nefrina regulan la permeabilidad del diafragma. Finalmente, detalla mecanismos de lesión como la inflamación, cambios hemodinámicos y factores metabólicos o tóxicos como la diabetes.

1. MECANISMO DE LESIÓN GLOMERULAR Dra. Irsen Huanca M. Nefrología

2. Lesión glomerular: Epidemiología Las enfermedades que involucran al glomérulo renal son la principal causa de enfermedad renal terminal en el adulto (DM, HTA).

5. Glomérulo El glomérulo es responsable de la producción de la orina a partir de la elaboración del ultrafiltrado plasmático. La capacidad de filtración de la barrera glomerular tiene una doble naturaleza: mecánica y eléctrica La presencia de proteínas en la orina es el resultado neto de tres funciones: filtración glomerular , reabsorción tubular y adición o secreción tubular o de vía genitourinaria. Una pequeña cantidad de proteínas se encuentra presente normalmente en la orina (secreción tubular). Proteinuria patológica suele reflejar presencia de una alteración de la filtración glomerular.

6. Barrera de filtración glomerular Entre la sangre y el espacio urinario, una sustancia, debe atravesar la barrera de filtración glomerular compuesta por: el endotelio fenestrado, la membrana basal glomerular y la hendidura del poro y la zona que queda entre los procesos pedicelares de los podocitos.

7. Barrera de filtración: el endotelio… Tiene fenestraciones de 70 - 100 nm de diámetro. Está cargado negativamente por la presencia de una glucoproteína, la podocalixina No es muy resistente al paso de macromoléculas.

8. Barrera de filtración : …membrana basal glomerular .. La MBG se compone de dos capas finas, lámina rara interna y externa, y lámina densa. Colágeno tipo IV, laminina, fibronectina, enactina y proteoglicanos de heparán sulfato. Estructura tipo enrejado. Impide paso de macromoléculas en forma mecánica (poros de 4 a 6 nm de diámetro) y eléctrica ( presencia de carga negativa, proteoglicanos ricos en heparán sulfato). La integridad estructural de la MBG es clave para regular la permeabilidad de la barrera de filtración.

9. Colágeno de MBG: Colágeno tipo IV. Protomeros de cadenas α 3, 4 y 5 unidas por dominio carboxiterminal (NC1) formando dímeros y por dominio amino formando tetrámeros.

10. Barrera de filtración : … Podocito Células epiteliales viscerales, encargados de sintetizar la MBG y formar los poros de filtración. Son células muy diferenciadas que no se dividen. Expresan una serie de proteínas específicas que son indispensables para el mantener la barrera de filtración. En dominio apical: podocalixina, ezrina, complejo NHERF-2. En el diafragma de filtración o de hendidura: nefrina, P-cadherina, neph-1, podocina, CD2AP, ZO-1, filtrina. En dominio basal o de anclaje a MBG: complejo distroglicano, integrina y megalina.

11. Dominio apical de podocito Superficie cubierta por cargas eléctricas negativa ( podocalixina ) importante en mantener arquitectura celular y distancia intercelular. ↓ en GESF, no así en SNCM. Podocalixina a través de NHERF2 contacta con ezrina y actina del citoesqueleto. Si estas se rompen aparecen cambios en los pedicelos del podocito y aumenta la permeabilidad glomerular.

12. Dominio del diafragma de filtración Hendiduras de 25-60 nm que cubren superficie externa de MBG entre los pedicelos; impiden el paso de macromoléculas como albúmina. El mayor componente del diafragma de filtración es la nefrina (glucoproteína transmembrana, NPHS1 ) que interactúa a través de P-cadherina , con cateninas , y actina del citoesqueleto. Así nefrina, regula el tamaño y permeabilidad del diafragma. La podocina junto con CD2AP también contacta nefrina al citoesqueleto..

13. Dominio basal o de anclaje Proteínas de adhesión unen podocitos a matriz extracelular. Este complejo de adhesión esta formado por integrina , distroglicano y megalina . Y conecta por medio proteínas intracelulares (paxillina, talina y vinculina) a la actina. Complejo distroglicano se une a laminina, agrina y utrofina (proteína ligadora de actina). Está disminuído en SNCM y normal en GEFS.

14. Disfunción de la barrera de filtración La restricción al paso de proteínas se basa en el tamaño, la carga eléctrica y la configuración estérica de la partícula. En condiciones fisiológicas, las inmunoglobulinas (carga neutras y radio molecular de 55 Ä) no se filtran son más grandes que los poros de filtración. La albúmina (anión y 36 A radio molecula) tiene baja permeabilidad al ser repelida por la carga eléctrica negativa de la podocalixina del endotelio y del podocito, y por el heparán sulfato de la MBG. El desarrollo de proteinuria es la manifestación cardinal de la lesión glomerular y un factor patogénico de progresión de la disfunción renal.

15. MECANISMOS DE LESIÓN GLOMERULAR

16. Lesión glomerular: Fisiopatogenia Activación de diversas vías proinflamatorias, del complemento y cascada de coagulación, influjo de leucocitos circulantes, síntesis de citoquinas y liberación de enzimas proteolíticas. Células residentes dentro del riñón se activan luego de la lesión y participan en subsiguientes procesos destructivos o restaurativos. La apoptosis o muerte celular programada pueden jugar un rol tanto en la resolución de la enfermedad como en su profundización. Alteraciones adaptativas hemodinámicas en los glomérulos que quedan funcionales causan hiperfiltracion, hipertensión intraglomerular y estrés intravascular anormal que exacerban la lesión glomerular.

17. MECANISMOS DE DAÑO GLOMERULAR Inflamaci ó n Immune - Immunocomplejos: circulantes o generados “in situ”. - Anticuerpos anti-membrana basal. (Goodpasture) - ANCA: Anticuerpos anticitoplasma de neutrófilos (vasculitis). -Immunidad celular. Afectación de pequeños vasos -Vasculitis -Microangiopatias trombóticas -Embolos de colestrol Metabólico o Toxico -Diabetes -Amiloidosis -Medicamentos o agentes tóxicos Hemodinámicos : hiperfiltración Glomerulonefritis

18. MECANISMO INMUNOLÓGICOS

19. Mecanismos inmunológicos de las glomerulopatías Activación “in situ” de anticuerpos frente a antígenos glomerulares (Enf. anti-MBG , GNM) ) Depósito de complejos antígeno-anticuerpo originados en la circulación (Enfermedad por C.I. Circulante ) Activación primaria de los linfocitos T (Lesiones mínimas) Liberación de mediadores de la inflamación Lesión glomerular Activación de la coagulación Activación del complemento

21. MEDIADORES DE LA LESIÓN INMUNITARIA GLOMERULAR

22. FORMACIÓN DE INMUNOCOMPLEJOS IN SITU Se depositan en la lamina rara externa de la membrana basal glomerular y causan el espesamiento o engrosamiento de la pared capilar glomerular.

23. FORMACIÓN DE INMUNOCOMPLEJOS IN SITU GNM: formación in situ de inmunodepositos subepiteliales, producen daño en los podocitos por mecanismo mediado por el complemento C5b-9 Proteasas, oxidantes, prostanoides y citocinas FTC, alteraciones en citoesqueleto, alteración de diafragmas y el desprendimiento podocitario Antígeno Anticuerpo

24. FORMACIÓN DE INMUNOCOMPLEJOS IN SITU ROS: peroxidación lipídica, degradación del colágeno IV

25. LESION GLOMERULAR PRODUCIDA POR ANTICUERPOS

26. LESION GLOMERULAR PRODUCIDA POR ANTICUERPOS

28. Lesión glomerular: Fisiopatogenia TGF β detiene a las células en la fase G1 del ciclo celular , determinando la hipertrofia de las mismas, ya que es en esta etapa cuando incrementan su tamaño y se estimula la síntesis proteíca. Además TGF β induce fibrosis glomerular, aumentando la producción de matriz extracelular (colágeno, fibronectina, laminina, y proteoglicanos) e inhibiendo la actividad de enzimas que degradan las proteínas de matriz a través de la vía del inhibidor 1 de activación del plasminógeno (PAI-1).

29. Injuria glomerular: Fisiopatogenia Distintas noxas hacen que los podocitos se desdiferencien, aumenten su tasa de proliferación y/o vayan a apoptosis . Las células apoptóticas pierden el contacto con células adyacentes y con la matriz extracelular y son arrastrados por el flujo urinario produciéndose pérdida podocitaria. Se ha identificado la apoptosis de podocitos como un hecho característico en modelos animales de síndrome nefrótico. Factores que incrementan la apoptosis en podocitos y generan proteinuria son angiotensina II, hiperglicemia, factor transformante de crecimiento 1 (TGF 1) y radicales libres de oxígeno.

30. MECANISMOS METABÓLICOS O TÓXICOS

33. CONCEPTO 1 Las medidas que reducen la presión intraglomerular reducen el desarrollo de daño glomerular y proteinuria

34. CAMBIOS HEMODINÁMICOS PROTEÍNA CINASA C IGF-I / NO DIACILGLICEROL AGE / VÍA DE LOS POLIOLES RAGE- κβ RAS “ n” VÍAS DE ACTIVACIÓN HIPERTROFIA RENAL EXPANSIÓN MESANGIAL DESARROLLO DE PROTEINURIA FORMACIÓN DE NÓDULOS FIBROSIS TUBULOINTERSTICIAL IRCT

35. CAMBIOS HEMODINÁMICOS PROTEÍNA CINASA C IGF-I / NO DIACILGLICEROL AGE / VÍA DE LOS POLIOLES RAGE- κβ RAS “ n” VÍAS DE ACTIVACIÓN HIPERTROFIA RENAL EXPANSIÓN MESANGIAL DESARROLLO DE PROTEINURIA FORMACIÓN DE NÓDULOS FIBROSIS TUBULOINTERSTICIAL IRCT CONCEPTO 2 HIPERTROFIA RENAL El área de superficie de filtración se encuentra incrementada y obedece a la estimulación de diversos factores de crecimiento

36. CAMBIOS HEMODINÁMICOS PROTEÍNA CINASA C IGF-I / NO DIACILGLICEROL AGE / VÍA DE LOS POLIOLES RAGE- κβ RAS “ n” VÍAS DE ACTIVACIÓN HIPERTROFIA RENAL EXPANSIÓN MESANGIAL DESARROLLO DE PROTEINURIA FORMACIÓN DE NÓDULOS FIBROSIS TUBULOINTERSTICIAL IRCT CONCEPTO 3 Los dos cambios estructurales que correlacionan con la progresión en ND son EXPANSIÓN MESANGIAL y FIAT

37. MECANISMOS DE LESIÓN

38. Glomeruloesclerosis diabética La injuria podocitaria tiene un rol central en la progresión de la nefropatía diabética. PBR de glomeruloesclerosis tipo I y tipo II vinculan directamente la reduccción del número de podocitos con mayos PU y muestran que el número de podocitos es el mejor predictor de evolución glomerular en la diabetes tipo II de los indios PIMA La progresión de la glomerulopatia se asocia con mayor podocituria Los mecanismos subyacentes para la pérdida podocitaria estarían deteminados por injuria oxidativa junto con un agrandamiento glomerular resultante de la insulina y otros factores de crecimiento

39. En la diabetes tipo 1 o tipo 2 , la evolución de la enfermedad renal desde la microalbuminuria a la proteinuria, representa una progresión del daño de la MBG.

40. MECANISMOS METABÓLICOS O TÓXICOS En el estadío de microalbuminuria, todos los parámetros de selectividad del tamaño (radio medio y aumento de la distribución de radios de los poros restrictivos, así como la magnitud de los poros grandes) no se ven muy alterados en un principio. Con un aumento en la severidad de la nefropatía , el número y el pico de los radios de los poros pequeños se ven también poco alterados.

41. MECANISMOS METABÓLICOS O TÓXICOS El aumento en la filtración de IgG y otras moléculas pesadas se explica por un pasaje a través de los poros grandes (densidad), con un promedio de aumento de 5 A. Cambios concomitantes en la selectividad de la carga y tamaño también contribuyen a la albuminuria

42. Las correlaciones estructurales y funcionales encontradas en la diabetes son: Aumento en el grosor de la membrana basal glo merular Ensanchamiento de los procesos pedicelares Una disminución de la densidad de los podocitos por glomér ulo Sólo los pedicelos ensanchados se correlacionaron significativamente con un aumento en los poros grandes.

43. Injuria glomerular: Fisiopatogenia La expresión de nefrina está reducida en los glomérulos de pacientes con nefropatía diabética. IECA incrementan expresión de nefrina y reducen proteinuria. El efecto antiproteinúrico de IECA y bloqueadores AT1 son factor muy importante de protección renal en pacientes con nefropatía diabética y no diabética. Existen receptores para angiotensina II en el podocito. IECA atenúa la proteinuria a través factores hemodinámicos y también por al reducir el radio de los poros del diafragma de hendidura En la mayoría de las nefropatías proteinúricas del adulto, la pérdida de pedicelos es considerada una manifestación temprana de un espectro continuo de lesión del podocito que incluye vacuolización, formación de pseudoquistes, desprendimiento y pérdida podocitaria.

44. MECANISMOS HEMODINÁMICOS

45. Eritropoyetina Prostaglandinas

46. SISTEMA RENINA ANGIOTENSINA ALDOSTERONA (SRA) Reconocido rol crítico en: Regulación Presión arterial (Pa) Autoregulación del flujo sanguíneo renal Homeostasis de fluidos y electrolitos Desarrollo renal Ciclo celular Hallándose rol también en: Regulación ácido-base Gametogenesis Desarrollo cognitivo

47. SISTEMA RENINA ANGIOTENSINA ALDOSTERONA A nivel renal, la administración de AII, produce vasoconstricción, reduciéndose el flujo cortical y el filtrado glomerular, el efecto vasoconstrictor sobre la arteriola eferente, es más intenso que sobre arteriola aferente y se produce un incremento relativo de la fracción filtrada.

48. Efectos de AII a nivel renal Existe activación local SRA… rol patogénico en enf. renales. AII produce vasocontricción de arteriola aferente ->↓↓FSR, ↓VFG, pero tiene >efecto vasocontrictor en art. eferente, así ↑FFG y evita ↓ VFG. Aumenta reabsorción de NaCl, HCO3 y amoniogenesis (AT1). Juega rol en Feedback tubuloglomerular (solutos en lumen de mácula densa influye en tono art. aferente). Hipertrofia mesangial.

49. Receptores para AII Los más conocidos son AT1 y AT2, cuyos efectos son antagónicos. AT1 efecto vasocontrictor, proliferativo e inflamatorio y AT2 inverso (protector cardiovascular y renal). AT1 tiene 359 aa (41kd) y es codificado por gen en cromosoma 3. AII produce su internalización. Activa fosforilasa y canales de Ca, inhibe adenilatociclasa y ↓AMPc. AT2 tiene 363 aa (41kd) y es codificado por gen en cromosoma X. Predomina en vida intrauterina; su activación genera NO, bradicinina y GMPc produciendo vasodilatación.

50. AT1 AT2 Vasocontricción y proliferación de músculo liso vasc. Estimula síntesis de aldosterona y reabsorción renal de sodio. Quimiotaxis de monocitos, activa moléculas de adhesión y citoquinas inflamatorias. Estress oxidativo Antagonista: Losartan Vasodilatación y dism. hipertrofia de miocitos. Dism. reabsorción renal Na. Disminuye fibrosis cardíaca. Apoptosis. Antagonista: PD123319

51. FIN