Trabajo Práctico Nº 13

Fisiología renal

Contenidos

• Estructura del riñón. Unidad funcional: el nefrón.

• Función glomerular. Fundamento de la filtración glomerular. Índice de filtración
glomerular. Factores que modifican el filtrado. Mecanismo de autorregulación del
filtrado glomerular. Composición del ultrafiltrado.
• Función tubular. Mecanismos tubulares involucrados en el manejo de electrolitos y
agua en los distintos segmentos del nefrón: reabsorción, secreción y excreción.
• Mecanismos de dilución y concentración de la orina. Sistema de contracorriente
renal: asa de Henle y vasa recta. Regulación hormonal del nefrón distal: aldosterona
y antidiurética.
• Pruebas de evaluación de la función renal. Concepto de clearance o aclaramiento
renal (C). Volumen de filtrado glomerular: C de inulina y de creatinina. Flujo
plasmático renal: C de paraaminohipurato. C osmolar. C de agua libre. TC de agua.
Carga filtrada. Fracción de filtración. Transporte tubular máximo.
• Diuresis hídrica. Diuresis osmótica. Antidiuresis.

Objetivos

El alumno deberá ser capaz de:

• Describir la estructura del nefrón y sus características.

• Comprender los mecanismos involucrados en la filtración glomerular y su
regulación.
• Analizar y entender los mecanismos tubulares involucrados en el manejo de agua y
electrolitos a lo largo del nefrón.
• Comprender la regulación hormonal de la función renal.
• Explicar la importancia de la existencia de un gradiente osmolar medular y describir
los mecanismos responsables del mismo.
• Aplicar las pruebas de funcionalidad renal en diferentes situaciones fisiológicas.

Guía de estudio

1- Esquematice la estructura de la unidad funcional del riñón: el nefrón.

2- Explique los diferentes mecanismos que participan de la filtración glomerular,
describiendo las distintas fuerzas responsables de dicho proceso.
a) Defina los factores que determinan la presión efectiva de filtración (PEF).
b) El tono de las arteriolas aferente (AA) y eferente (AE) afecta la filtración
glomerular y el flujo plasmático renal. Analice el siguiente esquema y complete
el cuadro con.:
0: no hay modificaciones
: disminuye ó aumenta
 AA AE Pcg PEF FG FSR FF
0 +
+ 0
-- 0
0 --

AA: arteriola aferente

AE: arteriola eferente
Pcg: presión hidrostática del capilar glomerular
PEF presión efectiva de filtración
FG: filtración glomerular
FSR: flujo sanguíneo renal
FF: fracción de filtración
+: vasoconstricción
--: vasodilatación
3- Describa los diferentes mecanismos de regulación del filtrado glomerular:
autorregulación glomerular y feedback túbulo-glomerular.
4- Reabsorción y secreción tubular renal de solutos y agua:
a) Enumere los componentes plasmáticos que son reabsorbidos a nivel del túbulo
contorneado proximal, describiendo los mecanismos de transporte implicados.
b) Analice los mecanismos de difusión y transporte de agua y soluto a lo largo de las
diferentes porciones del asa de Henle.
5- Describa el mecanismo de contracorriente renal. Explique la participación de la vasa
recta y el ciclo de la urea en el mantenimiento del gradiente osmótico medular.
6- Describa las diferencias funcionales entre las porciones inicial y final del túbulo
contorneado distal.
7- Explique las funciones del túbulo colector indicando los mecanismos de reabsorción
involucrados.
8- Analice la regulación endócrina de la función del nefrón, describiendo las hormonas
y los mecanismos involucrados.
9- Explique el concepto de clearance o aclaramiento o depuración plasmática de una
sustancia.
10- Defina volumen de filtrado glomerular (VFG), flujo plasmático renal (FPR) y
fracción de filtración (FF). Explique cómo se calculan cada uno de estos parámetros.
11- Defina y diferencie los siguientes conceptos:
a) carga o masa filtrada
b) carga o masa secretada
c) carga o masa excretada
d) transporte máximo de secreción y de reabsorción (Tm)
12- Defina el concepto de índice osmótico (IO), clearance osmolar (C osm), clearance de
agua libre (C H2O) y TC de agua libre (TC H2O).
13- Describa las siguientes situaciones:
a) Diuresis hídrica
b) Diuresis osmótica
Explique cómo se encontrarán los siguientes parámetros en cada una de ellas:
- Volumen urinario (poliuria, oliguria)
- Concentración de la orina (diuresis, antidiuresis)
- C osm
- C H2O / TC H2O
Bibliografía
Cingolani H. E. – Houssay A. B., Fisiología Humana, 7ma. Edición, 2000.
Tresguerres, J. A. F., Fisiología Humana, 3ª. Edición, 2005.
Guyton, Fisiología Médica 11ª edición. Editorial Elsevier España, 2006.
Gannong, Fisiología Médica, 20º edición. Editorial Manual Moderno. 2006.

CONOCIMIENTOS QUE LOS ALUMNOS DEBEN TENER PARA ASISTIR A

SEMINARIOS Y QUE SE DICTAN EN CLASES TEORICAS

Mecanismos básicos de formación de la orina. Filtración glomerular, flujo sanguíneo

renal, presión efectiva de filtración. Factores que modifican la filtración glomerular.
Autorregulación renal: mecanismo miogénico, feedback tubuloglomerular, mecanismos
extrínsecos. Función tubular: Segmentos en los que se produce la reabsorción y/o
secreción de solutos y agua y tipos de transportadores involucrados. Mecanismo de
contracorriente: permeabilidad al agua de las diferentes porciones del nefrón,
generación del gradiente osmótico medular, recirculación de la urea, importancia
fisiológica de los vasos rectos. Regulación de la osmolaridad urinaria (formación de
orina diluía o concentrada) y hormona antidiurética.

Actividades para el seminario

Actividad 1

Complete el siguiente esquema donde se describen dos situaciones fisiológicas que

pueden alterar los fluidos corporales: la ingesta excesiva de agua y la pérdida de agua.
(LEC: líquido extracelular).

Ingesta excesiva de agua Pérdida de agua

Volumen LEC Volumen LEC

Osmolaridad plasmática Osmolaridad plasmática

Secreción de ADH
Sed Secreción de ADH

Reabsorción de agua
en el túbulo colector Reabsorción de agua
Ingesta de agua en el túbulo colector

Excreción de agua Excreción de agua

Normalización de la
osmolaridad plasmática
Actividad 2

Teniendo en cuenta la actividad anterior, se observa que el agua corporal se mantiene en

niveles normales a través de la función renal. El riñón excreta el exceso de agua
mediante la formación de una orina diluida y conserva el agua por medio de la
excreción de una orina concentrada.

La excreción obligatoria de solutos supone una pérdida obligatoria de agua corporal.

Para la regulación del balance hídrico contribuyen diferentes mecanismos:
1. Creación de un gradiente osmolar corticomedular mediante un mecanismo de
multiplicación por contracorriente, realizado por las asas de Henle delgada y gruesa.
2. Conservación del gradiente osmolar corticomedular mediante un sistema de
intercambio por contracorriente, realizado por los vasos rectos.
3. Equilibrio osmótico entre los túbulos colectores y el intersticio medular.
4. Contribución de la urea en el mantenimiento del gradiente medular

Mecanismo contracorriente: Sistema multiplicador e intercambiador de

contracorriente

Un mecanismo a contracorriente es un sistema en el cual el flujo circula paralelo a, en

contra de, y en íntima proximidad a otro flujo durante un cierto tiempo. Las asas y los
vasos rectos de los nefrones yuxtamedulares son estructuras contracorrientes que tienen
como misión generar y mantener un gradiente de osmolaridad en el intersticio medular.

Complete y analice la siguiente figura, respondiendo a las preguntas que a continuación

se enumeran:

TÚBULO COLECTOR CORTICAL VASA RECTA

4
0
CORTEZA 6

MÉDULA
EXTERNA 1

5
TÚBULO
2 COLECTOR
MEDULAR

MÉDULA
INTERNA
ASA DE HENLE
 1. ¿Cuál es la osmolaridad del fluido tubular luego de pasar por el túbulo
proximal? ¿Contribuye esta zona del nefrón a la concentración final de la orina?
Justifique su respuesta indicando la función del túbulo proximal (punto 0 del
gráfico).

2. ¿Qué características tiene el Asa Delgada Descendente en cuanto a la

permeabilidad al H2O y solutos? ¿Cómo resulta la osmolaridad del fluido
tubular? (punto 1 del gráfico)

3. ¿Qué características tiene el Asa Delgada Ascendente en cuanto a la

permeabilidad al H2O y solutos? ¿Cómo resulta la osmolaridad del fluido
tubular? (punto 2 del gráfico)

4. ¿Qué características tiene el Asa Gruesa Ascendente en cuanto a la

permeabilidad al H2O y solutos? Mencione el transporte activo involucrado y la
importancia del mismo. ¿Cómo resulta la osmolaridad del fluido tubular? (punto
3 del gráfico)

5. ¿Qué características tiene el túbulo contorneado distal en cuanto a la

permeabilidad al H2O y solutos? ¿Cuál es la hormona que regula el transporte
tubular de solutos en este nivel? (punto 4 del gráfico)

6. ¿Cómo resulta la osmolaridad del fluido tubular en presencia y ausencia de la

hormona antidiurética? Mencione el mecanismo de acción de dicha hormona.
(punto 5 del gráfico).

7. Explique la función que cumplen los capilares de la vasa recta en el

mantenimiento de la hipertonicidad del intersticio medular. ¿Qué sucedería si la
vasa recta no tuviese una disposición en horquilla?

8. Describa la participación de la urea en el mantenimiento del gradiente medular.

9. ¿Cómo resulta el gradiente del intersticio medular en las situaciones planteadas

en la actividad 1? Justifique sus respuestas teniendo en cuenta lo discutido
previamente.

Actividad 3

El nefrón cumple sus funciones mediante diferentes mecanismos:

• filtración glomerular
• transporte tubular (reabsorción y secreción)
• excreción

1. Diferentes parámetros funcionales son de vital importancia para evaluar la función

renal:
VUM (Volumen urinario minuto)
VFG (velocidad de filtración glomerular)
FPR (flujo plasmático renal)
FF (fracción de filtración renal)
IO (índice osmótico)
COsm (clearance osmolar)
CH2O (clearance de agua libre)
TCH2O (TC de agua libre)

Defina estos parámetros, indique sus unidades y analice las pruebas que se utilizan para
su determinación (concepto de clearance).

2. Explique cómo se encontrarán los siguientes parámetros en cada una de las

situaciones de la actividad 1.
- Volumen urinario
- Osmolaridad de la orina
- IO
- C osm
- C H2O / TC H2O

Actividad 4

1. Esquematice cómo varía el VFG y flujo sanguíneo renal (FSR) con los cambios de la
presión arterial media en un rango de 40-240 mmHg
2. ¿A través de qué mecanismos ajusta el radio la arteriola aferente o eferente para
compensar el efecto de cambios en la presión arterial sobre el VFG y FSR?
3. Complete el siguiente esquema indicando como varían los distintos parámetros
fisiológicos que regulan el VFG relacionando la presión arterial y la reabsorción de
Na+.
Actividades para el trabajo práctico

Actividad 1. Mecanismos hormonales involucrados en la regulación de la función

renal ante una sobrecarga acuosa.

Procedimiento:
Una vez llegados al seminario los alumnos que participan del experimento se dividen en
2 grupos (es conveniente dejar de ingerir alimentos o bebidas 2 horas antes de comenzar
la prueba):
Grupo A: Ingieren 10 ml de agua potable por kg de peso.
Grupo B: No ingieren líquido alguno y sirven de control.

Recolección de las muestras de orina:

Antes de comenzar el experimento los participantes deben vaciar su vejiga (anotar la
hora de emisión). En el momento de iniciar la prueba se comienza a controlar el tiempo
y cada grupo sigue la pauta indicada en el apartado anterior. A los 60, 90 y 120 minutos
de comenzada la prueba se recogen las muestras de orina en una probeta para proceder a
las siguientes determinaciones:
a) Volumen minuto urinario
b) Densidad de la orina como estimación del grado de concentración de la misma
c) Presencia o ausencia de glucosa, proteínas, bilirrubina, hemoglobina y
urobilinógeno mediante la utilización de tiras reactivas.

Discuta sus resultados sobre la base de lo analizado en las actividades del seminario:
1) ¿A expensas de qué clearance se modifican el volumen minuto urinario y la
osmolaridad urinaria?
2) ¿Cuáles son las hormonas involucradas?

Actividad 2. Parámetros funcionales renales

Problema 1: Un paciente se encuentra internado en el servicio de Nefrología de un

hospital. El médico junto al bioquímico analiza los siguientes datos:

Datos:
[inulina] urinaria: 12.5 mg/ml
[inulina] plasmática: 1 mg/ml
[PAH] urinaria: 2.5 mg/ml
[PAH] plasmática: 0.04 mg/ml
V MIN: 10 ml/ min
U OSM : 80 mosm/ l
P OSM : 300 mosm/ l
Hto: 45 %

Resultados de los parámetros funcionales renales:

Cinulina = 125 ml/min
C PAH = 625 ml/min
Cantidad de paraaminohipurato (PAH) secretado: 20 mg/min
FSR = 1.260 ml/min
FF = 18%

Teniendo en cuenta estos resultados, ¿cuáles son las conclusiones sobre la función renal
del paciente?

También fueron evaluados los siguientes parámetros, cuyos resultados fueron los
siguientes:
IO = 0.26
C Osm = 2.6 ml/min
C H20 = 7.3 ml/min
Porcentaje del agua filtrada que se elimina independiente de solutos: 5.84 %

Teniendo en cuenta estos segundos resultados, ¿el paciente se encuentra en estado de

diuresis o antidiuresis? Justifique su respuesta.

Problema 2: Un grupo de voluntarios sanos participaron en un estudio clínico

diseñado para evaluar el manejo renal de varias sustancias. Considere los siguientes
datos:
Flujo urinario: 0.5 ml/min.
Unión a proteínas plasmáticas: A=0%, B=50%, C=0% y D=75%.

Sustancia [Urinaria] [Plasmática] [Urinaria] x V Clearance Carga filtrada

(mg/ml) (mg/ml) (mg/min) (ml/min) (mg/min)
Inulina 5.5 0.025 2.75 110 2.75
A 0.8 0.040 0.40 10 4.40
B 7.5 0.068 3.75 110.3 3.74
C 11 0.010 5.50 550 1.10
D 10 0.060 5.00 333.3 1.65

a) Defina los conceptos de transporte tubular máximo y carga filtrada, secretada y

reabsorbida.
b) Discuta y analice los resultados obtenidos para cada sustancia.

Problema 3: Un paciente diabético que no cumple con la medicación indicada para su

patología acude al especialista para una evaluación de su enfermedad actual. Los
resultados de laboratorio indican los siguientes valores:
Glucemia: 500 mg/100 ml
Creatininemia: 1 mg/100 ml
Volumen de orina de 24 hs: 3600 ml
Creatinina urinaria: 50 mg/100 ml

a) Indique cómo se encuentra el volumen urinario de este paciente y explique los

mecanismos involucrados en dicho síntoma. ¿Cómo y dónde se reabsorbe la
glucosa normalmente?
b) Calcule el VFG y la carga filtrada de glucosa del paciente.
 c) Teniendo en cuenta que el Tm de glucosa es de 375 mg/min determine la carga
excretada de glucosa y su concentración en orina.
d) Explique porqué el paciente manifiesta tener sed.
e) ¿Cuál de los clearance estudiados se verá modificado?

Actividad 3

1- Pedro ingiere un paquete de papas fritas y chizitos. Complete el siguiente esquema.

Ingesta de Na+

Osmolaridad plasmática

Mecanismo de la Sed Secreción de ADH

Volumen urinario
Ingesta de
agua
Volemia

Descarga de los barorreceptores Distensión auricular

Tono simpático en
riñón Liberación de péptido
natriurético atrial

Dilatación de la arteriola aferente

Secreción de renina en
aparato yuxtaglomerular
Presión de perfusión renal

Angiotensina II plasmática

Intercambiador Na/H+ Secreción de aldosterona Reabsorción

Bomba Na+/K+-ATPasa renal de Na+

Aldosterona plasmática
Reabsorción proximal de Na+

Reabsorción distal de Na+

Excreción renal de Na+

2- Analice los cambios que se observan en las presiones hidrostática y oncótica de los
capilares peritubulares frente a una ingesta exagerada de Na+ y describa el impacto de
los mismos sobre la reabsorción tubular proximal de Na+.

3- Si Pedro aún no ingirió ninguna bebida, ¿cómo se encontrarán los siguientes

parámetros funcionales renales (Cosm, TcH2O, CH20) luego de comer las papas fritas y
los chizitos?