El aparato yuxtaglomerular es uno de los componentes de un importante mecanismo de retroalimentación túbulo glomerular

Las estructuras que componen el aparato yuxtaglomerular son:1. La mácula densa de la rama gruesa ascendente2. Las células mesangiales extraglomerulares3. Las células granulares productoras de renina de la arteriola aferente

Las células de la mácula densa representan una región estructuralmentedistinta de la rama gruesa ascendente, que a traviesa el ángulo formado porlas arteriolas aferente y eferente de una misma nefrona. Sus células entranen contacto con las células mesangiales extraglomerulares y con las célulasgranulares de las arteriolas aferente y eferente. Estas últimas son células mus-culares lisas modificadas, que fabrican, almacenan y liberan renina.

Las células mesangiales rodean a los capilares glomérulares, les proporcionasoporte estructural, segregan la matriz extracelular, muestran actividad fago-cítica y producen prostaglandinas y citocinas. Como también se contraen y susituación es adyacente a los capilares glomerulares pueden influir en la TFG,al regular el flujo sanguíneo a través de los capilares glomerulares.

El primer paso en la formación de la orina es la ultrafiltración del plasma por el glomérulo

En los adultos normales, la VFG oscila entre 90 y 140 ml/min en los varonesy entre 80 y 125 ml/min en las mujeres. Por tanto, durante 24 hrs se habrán filtrado 180 L de plasma por el glomérulo. El ultrafiltrado del plasma carece de elementos celulares y básicamente también está libre de proteínas. Las concentraciones de sales y moléculas orgánicas, como la glucosa y los aminoácidos, son similares en el plasma y en el ultrafiltrado. La ultrafiltración está impulsada por las fuerzas de Starling a través de los capilares glomerulares y sus cambios modifican la VFG. La VFG y el flujo plasmático renal se mantienen normalmente dentro de límites muy estrechos debido a un fenómeno llamado autorregulación.

La barrera de filtración glomerular determina la composición del ultrafiltrado

La barrera de filtración glomerular limita el paso de moléculas en función desu tamaño y su carga eléctrica. En general, las moléculas neutra con radio menor de 20 Å se filtran libremente, las moléculas mayores de 42 Å no se filtran y las que se encuentran entre 20 y 40 Å se filtran en grado variable. Por ejemplo, la albúmina sérica, una proteína aniónica cuyo radio molecular efectivo es de 35,5 Å, se filtra poco: como la cantidad filtrada se reabsorbe ávidamente en el túbulo proximal, casi no aparece en la orina.

La menor velocidad de filtración de las moléculas aniónicas se explica por la presencia de glucoproteínas con carga negativa en la superficie de todos los componentes de la barrera de filtración glomerular. Estas glucoproteínas cargadas repelen a las moléculas de carga similar. Puesto que la mayor parte de las proteínas plasmáticas tienen carga negativa, la carga de la barrera de filtración restringe el paso de las proteínas con un radio molecular a partir de 20 a 42 Å.

Las fuerzas responsables de la filtración glomerular del plasma son las Mismas que en todos los lechos capilares.La ultrafiltración se produce porque las fuerzas d Starling (es decir, las presiones hidrostática y oncótica) impulsan el líquido desde la luz de los capilares glomerulares, a través de la barrera de filtración, hasta el espacio de Bowman. La PCG es la única fuerza a favor de la filtración, a la que se oponen la presión hidrostática del espacio de Bowman (PEB) y la presión oncótica del capilar glomerular (πCG)

Existe una presión neta de ultrafiltración (PUF) de 17 mmHg en el extremo aferente del glomérulo, mientras que en el extremo eferente es de 8 mmHg (siendo PUF = PCG – PEB – πCG). Se debe considerar:que la PCG disminuye ligeramente a lo largo del capilar y la πCG aumenta a través de la longitud del capilar glomerular conforme se filtra agua y se retienen proteínas, lo que eleva la concentración de proteínas en el capilar y con ello, la πCG.

La VFG es proporcional a la suma de las fuerzas de Starling existentes a través de los capilares [(PCG – PEB) - σ(πCG – πEB)]multiplicado por el coeficiente de ultrafiltración (Kf). Es decir:

VFG = Kf[(PCG – PEB) – (πCG – πEB)]

Kf es el producto de la permeabilidad intrínseca del capilar

glomerular y la superficie glomerular disponible para la filtración. La velocidad de filtración glomerular es considerablemente mayor en los capilares glomerulares que en los sistémicos, sobre todo porque

Kf es unas 100 veces mayor en aquéllos. Además, la PCG es

aproximadamente el doble que la presión hidrostática en los capilares sistémicos.

La VFG puede modificarse cambiando la Kf o cualquiera de las fuerzas de Starling En personas normales, la VFG se encuentra regulada por las variaciones en la PCG mediadas fundamentalmente por los cambios en la resistencia de la arteriola aferente o eferente. La PCG sufre tres tipos de alteraciones:

1.- Cambios de la resistencia de la arteriola aferente. Su disminución aumenta la PCG y la VFG, mientras que su aumento las reduce.

2.- Cambios de la resistencia de la arteriola eferente. Su descenso disminuye la PCG y la VFG, mientras que su ascenso las eleva.

3.- Cambios de la presión arterial renal. su subida aumenta transitoriamente la PCG (lo que eleva la VFG), mientras que su caída la reduce, también temporalmente (lo que disminuye la VFG).

El flujo sanguíneo a través de los riñones cumple varias funciones importantes

El flujo sanguíneo a través de los riñones:1.- Determina indirectamente la VFG.2.- Modifica la tasa de reabsorción de solutos y agua en lo túbulo

proximal.3.- interviene en la concentración y dilución de la orina4.- Aporta oxígeno, nutrientes y hormonas a las células de las

nefronas y retira el CO2 y los líquidos y solutos reabsorbidos, devolviéndolos a la circulación general.

5.- Libera sustratos para su excreción por la orina.

La arteriola aferente, la arteriola eferente y la arteria interlobulillar son los principales vasos de resistencia en el riñón y por lo tanto, determinan la resistencia vascular renal. Los riñones regulan su flujo sanguíneo corrigiendo sus resistencias vasculares como respuesta a los cambios de la presión arterial. Estas correcciones son tan precisas que el flujo sanguíneo permanece relativamente constante a pesar de los cambios de la tensión arterial entre 90 y 180 mmHg. La VFG también se regula en este mismo intervalo de presiones arteriales. El fenómeno por el cual el FSR y la VFG se mantienen relativamente constantes, es decir, la autorregulación, se logra gracias a cambios de las resistencias vasculares, fundamentalmente a través de las arteriolas aferentes de los riñones. Puesto que tanto la VFG como el FSR se regulan dentro de los mismo márgenes de presiones y como el FSR es un determinante importante de la VFG, es probable que ambos flujos sean regulados por los mismos mecanismos.

Son dos los mecanismos responsables de la autorregulación del FSR y la VFG; uno que responde a los cambios de la tensión arterial y otro que lo hace a los cambios de la velocidad de flujo del líquido tubular. Ambos ejercen su regulación sobre el tono de la arteriola aferente.- El mecanismo sensible a la presión o mecanismo miógeno, se relaciona con una propiedad intrínseca del músculo liso vascular, su tendencia a contraerse al ser distendido. Por tanto, al subir la tensión arterial y distenderse la arteriola aferente, su músculo liso se contrae. El aumento de la resistencia arteriolar contrarresta el de la presión y por lo tanto, el FSR y la VFG se mantienen constantes (es decir, el FSR es constante si el cociente ΔP/R lo es)- El segundo mecanismo responsable de la autorregulación de la VFG y el FSR es el mecanismo dependiente del flujo conocido como retroalimentación tubuloglomerular. En este caso, consiste en un lazo de retroalimentación en el que el flujo del líquido tubular (o algún otro factor, como la tasa de reabsorción de NaCl) es detectado por la mácula densa del AYG. Este estímulo genera una señal que influye sobre la resistencia de la arteriola aferente y de este modo. Sobre VFG. Cuando se eleva el flujo de líquido tubular en la mácula densa, el AYG envía una señal que origina una vasoconstricción renal, lo que devuelve el FSR y la VFG a sus valores normales. Por el contrario

Cuando la VFG y el flujo tubular a través de la mácula densa disminuyen, el AYG envía una señal que tiende a incrementar el FSR y la VFG hasta valores normales. La señal influye sobre el FSR y la VFG principalmente modificando la resistencia de la arteriola aferente. No se ha logrado identificar ni la variable detectada en la mácula densa y a la sustancia efectora que modifica la resistencia de la arteriola aferente. Se ha sugerido que la mácula densa capta los cambios dependientes del flujo en la reabsorción de NaCl. El mecanismo efector puede utilizar 1) la adenosina, que contrae la arteriola aferente (a diferencia e su efecto vasodilatador sobre la mayoría de los lechos vasculares); 2) ATP, con su vasoconstricción selectiva sobre la arteriola aferente o 3) un metabolito del ácido araquidónico. El NO, vasodilatador producido por la mácula densa, también puede participar en la autorregulación tubuloglomerular, pero su intervención no es fundamental. La mácula densa podría liberar un vasoconstrictor y un vasodilatador (p.ej., NO), con acciones opuestas a nivel de la arteriola aferente.

La autorregulación del FSR y la VFG aporta un medio eficaz para desacoplar la función renal de la tensión arterial y garantiza una excreción de líquidos y solutos constantes.Hay que hacer tres salvedades destacadas sobre la autorregulación:1. La autorregulación desaparece a presiones arteriales menores de 90 mmHg. 2. La autorregulación no es perfecta; el FSR y la VFG varían ligeramente con los cambios de la presión arterial.3. A pesar de la autorregulación, el FSR y la VFG pueden ser modificados por ciertas hormonas y por los cambios en la actividad nerviosa simpática.

Las hormonas y los nervios simpáticos regulan la velocidad de filtración glomerular y el flujo sanguíneo renal

Diversos factores y hormonas influyen sobre la VFG y FSR. El mecanismo miógeno y la retroalimentación tubuloglomerular juegan un papel clave en la conservación de unos valores constantes. Los nervios simpáticos, la angiotensina II, las prostaglandinas, el NO, la endotelina, la bradicinina y quizá, la adenosina ejercen un control importante sobre el FSR y la VFG.

Nervios simpáticosLas arteriolas aferentes y eferentes están inervadas por neuronas simpáticas; sin embargo, el tono simpático es normalmente mínimo cuando el volumen extracelular es normal. La noradrenalina es liberada por los nervios simpáticos y la adrenalina circulante segregada por la médula suprarrenal. Estas sustancias producen vasoconstricción al unirse a los adrenorreceptores α1 localizados principalmente en las arteriolas aferentes. Su activación disminuye la VFG y FSR. La deshidratación o los estímulos emocionales fuertes, como el miedo o el dolor, activan los nervios simpáticos y reducen la VFG y el FSR.

Angiotensina IILa angiotensina II, producida sistémicamente y en el riñón, contrae las arteriolas aferente y eferente y disminuye el FSR y la VFG.

ProstaglandinasLa prostaglandina no parece regular el FSR ni la VFG en individuos sanos en reposo. Sin embargo, en situaciones fisiopatológicas como hemorragias, se producen localmente (PGE2 y PGI2) dentro del riñón y aumentan el FSR sin modificar la VFG. Las prostaglandinas incrementan el FSR amortiguando los efectos vasoconstrictores de los nervios simpáticos y de la angiotensina II. Este efecto impide una vasoconstricción renal intensa y potencialmente dañina y la isquemia renal. La síntesis de prostaglandinas es estimulada por la deshidratación y el estrés, la angiotensina II y los nervios simpáticos.

Óxido NítricoEl NO, un factor relajante derivado de endotelio, es un importante vasodilatador en condiciones basales y contrarresta la vasoconstricción producida por la angiotensina II o las catecolaminas. Al aumentar el flujo sanguíneo, aumenta la fuerza que actúa sobre las células endoteliales de las arteriolas e incrementan la producción de NO. Asimismo, diversas hormonas vasoactivas, como la acetilcolina, a histamina, la bradicinina y

El ATP, producen la liberación de NO a partir de las células endoteliales. Su mayor producción origina dilatación de las arteriolas aferente y eferente en los riñones. Además, reduce la resistencia periféricas totales y la inhibición de su síntesis tiene efecto opuesto.

EndotelinaLa endotelina es un potente vasoconstrictor segregado por las células endoteliales de los vasos renales, las células mesangiales y las de los túbulos distales como respuesta a la angiotensina II, bradicinia, adrenalina. Produce una intensa vasoconstricción de las arteriolas aferente y eferente y reduce la VFG y el FSR. Aunque este potente vasoconstrictor puede no ejercer ninguna influencia sobre estos dos valores en personas en reposo, se eleva en diversos estados patológicos del glomérulo.

BradicininaLa calicreína es una enzima proteolítica sintetizada en el riñón. Escinde el cininógeno circulante en bradicinina, un vasodilatador que actúa estimulando la liberación de NO y prostaglandinas. Permite incrementar la VFG y el FSR.

AdenosinaLa adenosina se produce en los riñones y produce vasoconstricción de la arteriola aferente, reduciendo así la VFG y el FSR. Además, puede tener una función en la retroalimentación tubuloglomerular.

Péptido natriurético auricular (PNA)La secreción PNA por el corazón aumenta cuando se eleva el volumen del líquido extracelular. Este incremento dilata la arteriola aferente y contrae la eferente. Por tanto, el efecto neto de su acción lleva a un modesto ascenso de la VFG, con pocos cambios sobre el FSR.

ATPLas células liberan ATP hacia el líquido intersticial renal. El ATP tiene efectos dobles sobre la VFG el FSR. En determinadas condiciones, contrae la arteriola aferente, reduce el FSR y la VFG y puede desempeñar una función en la retroalimentación tubuloglomerular. Por el contrario, el ATP puede estimular la producción de NO e incrementar así la VFG y el FSR.

DopaminaEl túbulo proximal sintetiza dopamina, sustancia vasodilatadora con diversas acciones sobre el riñón, como el aumento del FSR y la inhibición de la secreción de renina.