El riñón filtra el volumen de líquido extracelular a través de los glomérulos renales un promedio de 12 veces al día, y las nefronas renales regulan con precisión el volumen de líquido del cuerpo y su contenido de electrolitos mediante procesos de secreción y reabsorción. Los estados de enfermedad como hipertensión, insuficiencia cardiaca, insuficiencia renal, síndrome nefrótico y cirrosis pueden alterar este equilibrio. Los diuréticos aumentan la tasa de flujo de orina y la excreción de Na+ y se usan para ajustar el volumen o la composición de los fluidos corporales en estos trastornos. La regulación precisa de la osmolalidad de los fluidos corporales también es esencial. Está controlada por un mecanismo homeostático afinado que funciona ajustando tanto la tasa de ingesta de agua como la tasa de excreción de agua libre de soluto por los riñones, es decir, el equilibrio hídrico. Las anomalías en este sistema homeostático pueden ser el resultado de enfermedades genéticas, enfermedades adquiridas o medicamentos, y pueden causar desviaciones graves y potencialmente mortales en la osmolalidad del plasma.

La parte I de este capítulo describe primero la fisiología renal, luego introduce a los diuréticos en cuanto al mecanismo y el sitio de acción, los efectos sobre la composición urinaria y los efectos sobre la hemodinámica renal, y luego integra la farmacología diurética con una discusión sobre los mecanismos de formación del edema y el papel de los diuréticos en la medicina clínica. Las aplicaciones terapéuticas específicas de los diuréticos se presentan en los capítulos 28 (hipertensión) y 29 (insuficiencia cardiaca). La parte II de este capítulo describe el sistema de vasopresina que regula la homeostasis del agua y la osmolalidad del plasma y los factores que perturban esos mecanismos, y examina los enfoques farmacológicos para tratar los trastornos del equilibrio hídrico.

Parte I: Fisiología renal y acción de fármacos diuréticos

Anatomía y fisiología renal

La unidad básica de formación de orina del riñón es la nefrona. La parte inicial de la nefrona, el corpúsculo renal (de Malpighi), consiste en una cápsula (cápsula de Bowman) y un penacho de capilares (el glomérulo) que residen dentro de la cápsula. El glomérulo recibe sangre de una arteriola aferente y la sangre sale del glomérulo a través de una arteriola eferente. El ultrafiltrado producido por el glomérulo se acumula en el espacio entre el glomérulo y la cápsula (espacio de Bowman) y entra en una porción tubular larga de la nefrona, donde el ultrafiltrado se reabsorbe y acondiciona. Cada riñón humano está compuesto de alrededor de 1 millón de nefronas. La figura 25-1 ilustra las subdivisiones de la nefrona.

Filtración glomerular

En los capilares glomerulares, una porción de agua plasmática es forzada a través de un filtro que tiene tres componentes básicos: las células endoteliales capilares fenestradas, una membrana basal que se encuentra justo debajo de las células endoteliales y los diafragmas cortados por filtración formados por células epiteliales que cubren la membrana basal en su lado del espacio urinario. Los solutos de pequeño tamaño fluyen con agua filtrada (arrastre del solvente) en el espacio de Bowman, mientras que los elementos formados y las macromoléculas son retenidos por la barrera de filtración.

Generalidades sobre la función de la nefrona

El riñón filtra grandes cantidades de plasma, reabsorbe sustancias que el cuerpo debe conservar y deja o secreta sustancias que deben ser eliminadas. La arquitectura cambiante y la diferenciación celular a lo largo de una nefrona son cruciales para estas funciones (véase figura 25-1). Los dos riñones juntos en los humanos producen aproximadamente 120 mL de ultrafiltrado/min, pero sólo 1 mL de orina/min; más del 99% del ultrafiltrado glomerular se reabsorbe a un costo de energía asombroso. Los riñones consumen 7% de la ingesta total de O2 en el cuerpo, a pesar de que sólo comprenden 0.5% del peso corporal.

El túbulo proximal es contiguo a la cápsula de Bowman y toma un camino tortuoso hasta que finalmente forma una porción recta que se sumerge en la médula renal. Normalmente, alrededor del 65% del Na+ filtrado se reabsorbe en el túbulo proximal, y debido a que esta parte del túbulo es altamente permeable en agua, la reabsorción es esencialmente isotónica. Entre las bandas externas e internas de la médula externa, el túbulo cambia abruptamente la morfología para convertirse en la DTL, que penetra la médula interna, hace una curva cerrada y luego forma la ATL. En la unión entre la médula interna y externa, el túbulo cambia una vez más la morfología y se convierte en la TAL. Juntos, los segmentos del túbulo recto proximal, DTL, ATL y TAL se conocen como el asa de Henle.

La DTL es altamente permeable en agua, sin embargo, sus permeabilidades al NaCl y la urea son bajas. Por el contrario, la ATL es permeable al NaCl y la urea, pero es impermeable al agua. La TAL reabsorbe activamente el NaCl, pero es impermeable al agua y a la urea. Aproximadamente, 25% del Na+ filtrado se reabsorbe en el asa de Henle, principalmente en la TAL, que tiene una gran capacidad de reabsorción. La TAL pasa entre las arteriolas aferentes y eferentes y establece contacto con la arteriola aferente mediante un grupo de células epiteliales columnares especializadas conocidas como mácula densa. La mácula densa está ubicada estratégicamente para detectar las concentraciones de NaCl que salen del asa de Henle. Si la concentración de NaCl es demasiado alta, la mácula densa envía una señal química (tal vez adenosina o ATP) a la arteriola aferente de la misma nefrona, causando su constricción, lo que reduce la TFG. Este mecanismo homeostático, conocido como TGF, protégé al organismo de la pérdida de sal y volumen. La mácula densa también regula la liberación de renina de las células yuxtaglomerulares adyacentes en la pared de la arteriola aferente.