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Como ya se ha considerado, la filtración glomerular es la consecuencia de un juego de presiones hidrostáticas y oncóticas a lo largo de los glomérulos renales. En esencia, la PEF impele al agua y solutos fuera del capilar glomerular. Si esta presión se hace cero, la filtración cesa.
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a) Presión hidrostática glomerular
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El principal factor que determina el valor de la PEF es la Pcg. Su valor no está de manera directa relacionado con el nivel de presión arterial sistémica, sino que en un amplio rango de presiones, de 90 a 160 mmHg aproximadamente, la Pcg es, en esencia constante y, por tanto, se dice que está autorregulada. Este rango de autorregulación es el mismo en el que la TFG y el flujo sanguíneo renal (FSR) permanecen también constantes (véase más adelante). Sin embargo, fuera de ese rango la autorregulación renal es inexistente, y tanto la Pcg como la TFG y el FSR cambian de forma proporcional con la presión arterial (figura 29-4). Este fenómeno autorregulatorio tiene como finalidad permitir una constancia de la función renal ante fluctuaciones de la presión arterial.
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La constancia de la Pcg se mantiene gracias a la existencia de dos segmentos de resistencia arteriolar al inicio y al final del capilar glomerular. Éstos son las arteriolas aferente o de entrada y la eferente o de salida. La resistencia de cada una de ellas depende del tono vascular intrínseco, del tono nervioso simpático y de las hormonas vasoactivas locales, intrarrenales y sistémicas.
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La arteriola aferente es la de mayor diámetro y es el sitio principal donde tienen lugar los cambios de resistencia autoregulatorios. Cuando el cambio de resistencia tiene lugar en ella, los tres parámetros, Pcg, TFG y FSR, cambian en la misma dirección. Es decir, una constricción de la arteriola aferente aumenta la resistencia al flujo sanguíneo y desciende el FSR y la Pcg. Por tanto, la TFG también disminuye. Al revés, la dilatación aferente incrementa esos tres valores (figura 29-5).
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Cuando la resistencia se altera en la arteriola eferente, la TFG y el FSR cambian en direcciones opuestas. Así, la constricción eferente aumenta la resistencia al flujo sanguíneo y disminuye el FSR. Sin embargo, se incrementa la Pcg y, por consiguiente, la TFG también aumenta. Cuando la arteriola eferente se dilata, la Pcg y la TFG descienden y el FSR se incrementa (figura 29-6).
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Por consiguiente, lo que determina el valor de la Pcg y de la TFG es el balance entre las resistencias aferente y eferente. Sin embargo, es la suma de ambas resistencias la que regula el FSR. Por ejemplo, la infusión de dosis moderadamente presoras de angiotensina II produce una importante disminución del FSR, pero la TFG no suele variar mucho y permanece constante. Esto se debe al aumento de la Pcg, como consecuencia de un efecto de vasoconstricción preferente sobre la arteriola eferente. Esta propiedad contribuye al mantenimiento de la Pcg, y de la TFG en situaciones de hipotensión arterial o de hemorragia.
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b) Presión hidrostática tubular
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En condiciones normales, la Ptp es relativamente constante. Este valor puede modificarse por situaciones que aumenten la resistencia al flujo de orina a lo largo de los túbulos renales. Así, la obstrucción intratubular o ureteral incrementará la presión tubular, y ello llevará a un descenso del gradiente de presión hidrostática, de la PEF y de la TFG.
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El proceso de filtración glomerular proporciona un ultrafiltrado casi perfecto de plasma. Así, la concentración de proteínas en el líquido tubular es mínima y la presión oncótica en la cápsula de Bowman prácticamente despreciable. Como la fracción de filtración del plasma que penetra en los capilares glomerulares es de 20% y prácticamente no se filtran proteínas, la presión oncótica del capilar glomerular no es constante, sino que aumenta a lo largo del capilar glomerular. Por tanto, conforme se produce la filtración, la PEF va disminuyendo. Así, la presión oncótica del capilar glomerular, que es igual a la sistémica en el inicio del capilar (sobre los 20 mmHg), se incrementa hasta casi 45 mmHg en la sangre que sale por el extremo eferente glomerular (figura 29-2). A su vez, esta elevada presión oncótica eferente es el principal determinante de la reabsorción del filtrado en los capilares peritubulares.
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Alteraciones en la concentración de proteínas plasmáticas ejercen importantes efectos sobre la TFG. En situaciones de hiperproteinemia, como en el mieloma múltiple, la elevada presión oncótica del capilar glomerular contribuye a una menor TFG. Por el contrario, descensos en la concentración de proteínas plasmáticas, como en los síndromes de malnutrición, contribuirán a una elevada hiperfiltración.
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Barrera glomerular a las macromoléculas
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A pesar de la alta permeabilidad de la pared capilar glomerular al agua (unos 180 litros/día), las proteínas plasmáticas son excluidas casi por completo del espacio urinario. Las macromoléculas de tamaño menor a los 20 Å de radio molecular (como la inulina) son libremente filtradas. Sin embargo, la permeabilidad es nula para sustancias con un radio mayor de 40 Å. Esta selectividad de tamaño tiene que ver con la existencia de poros de dimensiones y configuración específicas que limitan el paso de los grandes solutos. Además, dentro de la pared glomerular existe una selectividad de carga que excluye a las moléculas con carga negativa, mientras que las cargadas positivamente ven favorecido su tránsito. Esta propiedad depende de la presencia de cargas negativas fijas, proporcionadas, en buena medida, por los residuos de ácido siálico de las glucoproteínas estructurales. Dichas cargas negativas se encuentran en todas las regiones de la pared glomerular, pero son más abundantes en las proyecciones citoplasmáticas de los podocitos y en las ventanas o diafragmas situados entre las proyecciones adyacentes.
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Función del flujo plasmático renal (FPR) en la TFG
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Como hemos visto antes, en la ecuación que define la TFG no aparece ninguna referencia a determinantes que no sean el coeficiente de filtración o las presiones hidrostáticas y oncóticas. Sin embargo, la tasa a la cual el plasma entra en los capilares glomerulares influye de manera significativa sobre la TFG. Así, a mayor FPR, mayor será la TFG. La causa es que bajo esas circunstancias la presión oncótica glomerular aumentará más despacio y, por consiguiente, la PEF disminuirá más despacio a lo largo del capilar glomerular, permitiendo una mayor filtración. Sin embargo, este efecto del FPR sobre la TFG va a ser importante sólo si existe equilibrio de filtración, en el que al hacerse la PEF = 0, la TFG es proporcional al flujo plasmático renal y, por ello, la fracción de filtración permanece constante (véase más adelante).
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Características del filtrado glomerular
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Como ya se mencionó con anterioridad, el filtrado es un ultrafiltrado casi perfecto del plasma que atraviesa los capilares glomerulares. Y no es perfecto porque algunas proteínas pequeñas consiguen traspasar la barrera glomerular. Por ejemplo, la albúmina se encuentra a una concentración en el líquido tubular de 1 mg/100 mL, lo que supone una pequeñísima fracción de la albúmina plasmática (3.5 g/100 mL). Es decir, la albúmina es restringida en 99.97%.
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Respecto del resto de sustancias que son libremente filtradas, su concentración en la cápsula de Bowman es idéntica a la del plasma. Sin embargo, es necesario aclarar que el término “libremente filtradas” se refiere a aquellas sustancias que circulan libremente en plasma y, por tanto, no las transportan las proteínas plasmáticas. Así, en el caso de moléculas transportadas por la albúmina u otras proteínas, su concentración en la cápsula de Bowman será igual a la de su concentración plasmática libre o no unida a proteínas. Por último, incluso en el caso de sustancias no unidas a proteínas, su concentración en el filtrado glomerular es algo inferior a la plasmática debido al efecto Gibbs-Donnan de las proteínas plasmáticas. Sin embargo, este efecto es pequeño y en la práctica suele obviarse.