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Función dominante de los riñones en el control
a largo plazo de la presión arterial y en la
hipertensión: el sistema integrado de
regulación de la presión arterial
El sistema nervioso simpático desempeña un papel muy importante en la regulación a corto plazo de la presión arterial principalmente a través de los efectos del sistema nervioso sobre la resistencia vascular periférica total y la capacitancia y sobre la capacidad de la bomba cardíaca, como se expone en el capítulo 18. Sin embargo, el organismo también dispone de mecanismos potentes para regular la presión arterial semana tras semana y mes tras mes. Este control a largo plazo de la presión arterial está íntimamente relacionado con la homeostasis del volumen de líquido en el organismo, que está determinada por el balance entre la ingestión y la eliminación de líquidos. Para la supervivencia a largo plazo la ingestión y la eliminación de líquidos deben estar equilibradas con precisión, una función que es realizada por varios mecanismos de control nerviosos y hormonales y por los sistemas de control locales dentro de los riñones que regulan la excreción de sal y agua. En este capítulo comentaremos estos sistemas de control de los líquidos renales y corporales que tienen una función importante en la regulación de la presión arterial a largo plazo.
Sistema de líquidos renal-corporal para
el control de la presión arterial
El sistema de líquidos renal-corporal para el control de la presión arterial actúa de forma lenta, pero muy poderosa, del modo siguiente: si el volumen de sangre aumenta y la capacitancia vascular no se ve alterada, la presión arterial también aumenta. A su vez, el aumento de la presión hace que los riñones excreten el exceso de volumen, con lo que la presión se normaliza. En la historia filogenética del desarrollo animal este sistema de líquidos renal-corporal de controlde la presión es uno de los más primitivos y solo se encuentra totalmente operativo en uno de los vertebrados inferiores, el pez babosa. Este animal tiene una presión arterial baja, tan solo de 8-14 mmHg, y esta presión aumenta casi directamente en proporción a su volumen de sangre. El pez babosa bebe continuamente agua de mar, que se absorbe hacia la sangre y aumenta su volumen y también la presión. No obstante, cuando esta aumenta demasiado, el riñón excreta simplemente el exceso de volumen hacia la orina y alivia la presión sanguínea. Cuando la presión es baja, el riñón excreta menos líquido del que ingiere. Como el pez babosa continúa bebiendo, el volumen de líquido extracelular, el volumen de sangre y la presión vuelven a aumentar.
Este mecanismo de control primitivo de la presión ha sobrevivido en todas las épocas casi tal como funciona en el pez babosa; en el ser humano la eliminación renal de agua y sal es tan sensible, si no más, a los cambios de presión como en el pez babosa. En realidad, el aumento de la presión arterial de solo unos milímetros de mercurio en el ser humano puede aumentar al doble la eliminación renal de agua, un fenómeno que se conoce como diuresis por presión, y también laeliminación de sal, que se conoce como natriuresis por presión. Igual que en el pez babosa, el sistema de líquidos renal-corporal para el control de la presión arterial en el ser humano es el mecanismo fundamental del control de la presión arterial a largo plazo, aunque a través de las etapas de la evolución se han añadido muchos sistemas de refinamiento que hacen que sea mucho más preciso en su control. Como veremos más adelante, un refinamiento especialmente importante es la adición del mecanismo renina- angiotensina.
Cuantificación de la diuresis por presión
como base del control de la presión
arterial
En la figura 19-1 se muestra el efecto medio aproximado de distintos niveles de presión arterial sobre la eliminación de volumen por orina en el riñón aislado, demostrándose un aumento importante de volumen de orina emitido a medida que aumenta la presión. Ese aumento de eliminación de orina es el fenómeno de diuresis por presión. La curva de esta figura se conoce como curva de eliminación de orina en el riñón, o curva de función renal. En el ser humano la eliminación de orina con una presión arterial de 50 mmHg es esencialmente cero. Con 100 mmHg es normal y con 200 mmHg es entre seis y ocho veces más de lo normal. Además, no solo el aumento de la presión arterial aumenta la producción de volumen de orina, sino que también provoca un aumento aproximadamente igual de la eliminación de sodio, que es el fenómeno de natriuresis por presión.
Experimento en el que se demuestra el sistema de
líquidos renal-corporal para el control de la presión
arterial
En la figura 19-2 se muestran los resultados de un experimento en perros, en los que se bloquearon primero los mecanismos reflejos nerviosos de control de la presión arterial. Después se elevó bruscamente la presión arterial infundiendo 400 ml de sangre por vía intravenosa. Obsérvese el rápido aumento del gasto cardíaco hasta aproximadamente el doble de lo normal y el aumento de la presión arterial media hasta 205 mmHg, 115 mmHg por encima de su valor en reposo. En la zona media de la curva se muestra el efecto de este aumento de presión arterial sobre la eliminación
Dos determinantes clave de la presión arterial a largo
plazo
En la figura 19-3 también se puede ver que hay al menos dos factores básicos que determinan a largo plazo el nivel de presión arterial. Mientras que las dos curvas que representan:
- la eliminación renal de sal y agua, y 2) la ingestión de sal y agua, se mantengan exactamente como se ve en la figura 19-3 , la presión arterial media a largo plazo al final se reajustará exactamente hasta 100 mmHg, que es el nivel de presión representado por el punto de equilibrio de esta figura. Además, hay solo dos formas en las que la presión de este punto de equilibrio puede cambiar a partir de los 100 mmHg. Uno de ellos es el desplazamiento del nivel de presión de la curva de eliminación renal de sal y agua y el otro es el cambio de la línea de ingestión de agua y sal. Por tanto, para expresarlo sencillamente, los dos determinantes principales de la presión arterial a largo plazo son los siguientes:
- El grado de desplazamiento de la curva de eliminación renal de agua y sal.
- El nivel de la línea de ingestión de agua y sal. El funcionamiento de ambos determinantes en el control de la presión arterial se muestra en la figura 19-4. En la figura 19-4 A, alguna alteración de los riñones ha provocado que la curva de eliminación renal se desplace 50 mmHg en dirección a la zona de alta presión (hacia la derecha). Obsérvese que el punto de equilibrio también se ha desplazado hasta 50 mmHg más alto de lo normal. Por tanto, se puede decir que si la curva de eliminación renal se desplaza hacia un nivel de presión nuevo también lo hará la presión arterial siguiendo su nuevo nivel de presión en solo unos días. En la figura 19-4 B se muestra cómo el cambio de nivel de ingestión de sal y agua también puede cambiar la presión arterial. En este caso, el nivel de ingestión ha aumentado cuatro veces y el punto de equilibrio se ha desplazado hacia un nivel de presión de 160 mmHg, 60 mmHg por encima del nivel normal. Por el contrario, un descenso del nivel de ingestión reduciría la presión arterial. Es decir, es imposible cambiar el nivel de presión arterial media a largo plazo hasta un nuevo valor sin modificar uno o ambos determinantes básicos de la presión arterial, es decir: 1) el nivel de ingestión de sal y agua, o 2) el grado de desplazamiento de la curva de función renal a lo largo del eje de la presión. No obstante, si cambia alguno de ellos, la presión arterial se regula posteriormente hasta el nuevo nivel de presión, la presión arterial en la que se cruzan de nuevo las dos curvas. Sin embargo, en la mayoría de las personas, la curva de función renal es mucho más pronunciada que lo que ilustra la figura 19-4 y los cambios en la ingestión de sal solo tienen un efecto moderado en la presión arterial, tal
como se expone en el siguiente apartado.
La curva de eliminación renal crónica es
mucho más pronunciada que la curva
aguda
Una característica importante de la natriuresis por presión (y la diuresis por presión) es que los cambios crónicos en la presión arterial, que duran días o meses, tienen un efecto muy superior sobre la eliminación renal de sal y agua que el observado durante los cambios agudos de presión (fig. 19-5). Es decir, cuando los riñones funcionan normalmente, la curva de eliminación renal crónica es mucho más pronunciada que la curva aguda. Los poderosos efectos de los aumentos crónicos en la presión renal sobre la eliminación de orina se deben a que el aumento de la presión no solo tiene efectos hemodinámicos directos en los riñones para incrementar la excreción, sino también efectos indirectos mediados por cambios nerviosos y hormonales que tienen lugar cuando aumenta la presión de la sangre. Por ejemplo, un aumento en la presión arterial reduce la actividad del sistema nervioso simpático y de varias hormonas, como angiotensina II y aldosterona, que tienden a reducir la excreción de sal y agua a través de los riñones. La reducción en la actividad de estos sistemas antinatriuréticos amplifica, por tanto, la eficacia de la natriuresis y la diuresis por presión al elevar la excreción de sal y agua durante los aumentos crónicos en la presión arterial (v. capítulos 28 y 30 para una exposición más detallada). Por el contrario, cuando la presión arterial se reduce, el sistema nervioso simpático se activa y se incrementa la formación de hormonas antinatriuréticas, lo que se añade a los efectos directos de reducción de la presión para disminuir la eliminación renal de sal y agua. Esta combinación de efectos directos de la presión en los riñones y efectos indirectos de la presión en el sistema nervioso simpático y varios sistemas hormonales hace que la natriuresis y la diuresis por presión sean enormemente poderosas para el control a largo plazo de la presión arterial y los volúmenes de líquidos del organismo. La importancia de las influencias neurales y hormonales en la natriuresis por presión es evidente especialmente durante los cambios crónicos en la ingestión de sodio. Si los riñones y los mecanismos nerviosos y hormonales están funcionando con normalidad, los aumentos crónicos en la ingestión de sal y agua de hasta seis veces los valores normales se asocian comúnmente con incrementos pequeños en la presión arterial. Obsérvese que el punto de equilibrio B de presión de la sangre en la curva es casi el mismo que el punto A, el punto de equilibrio para ingestión de sal normal. Por el contrario, la disminución en la ingestión de sal y agua hasta la sexta parte de lo normal suele tener un efecto pequeño en la presión arterial. Así, se dice que muchas personas son insensibles a la sal, ya que las grandes variaciones en la
riñones no cambia el punto de equilibrio para el control de la presión arterial que dictan los riñones (v. figs. 19-3 y 19-4 ). Por el contrario, los riñones comienzan inmediatamente a responder a la presión arterial alta, provocando la diuresis por presión y la natriuresis por presión. En unas horas se pierden grandes cantidades de sal y agua del organismo, y este proceso continúa hasta que la presión arterial vuelve al nivel de presión en el equilibrio. En este punto, la presión de la sangre se normaliza y los volúmenes de sangre y líquidos extracelulares disminuyen hasta niveles inferiores a lo normal. Como prueba de que el cambio de la resistencia periférica total no afecta al nivel de presión arterial a largo plazo si la función de los riñones aún es normal, puede analizarse con detalle la figura 19-6. En esta figura se muestra el gasto cardíaco y la presión arterial aproximados en distintas situaciones clínicas en las que la resistencia periférica total a largo plazo es mucho menor o mucho mayor de lo normal, pero la excreción renal de sal y agua es normal. Obsérvese que la presión arterial es normal en todas estas situaciones clínicas distintas. En este punto de nuestra exposición se necesitan unas palabras de atención: muchas veces, el aumento de la resistencia periférica total induce al mismo tiempo el aumento de la resistencia vascular intrarrenal, lo que altera la función del riñón y provoca hipertensión desplazando la curva de función renal hacia el nivel de alta presión, como se ve en la figura 19-4 A. Veremos un ejemplo de este mecanismo más adelante en este capítulo cuando comentemos la hipertensión causada por los mecanismos vasoconstrictores. No obstante, el culpable es el aumento de la resistencia renal, no el aumento de la resistencia periférica total, una distinción importante.
El aumento de volumen de líquido puede
elevar la presión arterial al aumentar el
gasto cardíaco o la resistencia periférica
total
En la figura 19-7 se muestra el mecanismo global por el que el volumen aumentado del líquido extracelular puede elevar la presión arterial, si la capacidad vascular no se incrementa simultáneamente. La secuencia es la siguiente: 1) el aumento de volumen del líquido extracelular 2) aumenta el volumen de sangre, que a su vez 3) aumenta la presión de llenado media de la circulación, que a su vez 4) aumenta el retorno venoso de sangre hacia el corazón, que a su vez 5) aumenta el gasto cardíaco, que a su vez 6) aumenta la presión arterial. A su vez, el aumento en la presión arterial incrementa la excreción renal de sal y agua y puede devolver el volumen de líquido extracelular a valores casi normales si la función renal es normal. En este esquema hay que atender especialmente a las dos vías de aumento del gasto cardíaco que incrementan la presión arterial. Una de ellas es el
efecto directo del aumento del gasto cardíaco para aumentar la presión arterial y el otro es un efecto indirecto que eleva la resistencia vascular periférica total a través de la autorregulación del flujo sanguíneo. El segundo efecto se explica a continuación. Si recordamos lo comentado en el capítulo 17, siempre que hay un exceso de flujo sanguíneo a través de un tejido se contrae la vasculatura local de ese tejido y el flujo sanguíneo disminuye hasta la normalidad. Este fenómeno se conoce como «autorregulación», que significa, sencillamente, que el propio tejido regula su flujo sanguíneo. El flujo sanguíneo aumenta en todos los tejidos del organismo cuando la elevación del volumen de sangre aumenta a su vez el gasto cardíaco, es decir, este mecanismo de autorregulación contrae los vasos sanguíneos de todo el organismo lo que, a su vez, produce el aumento de la resistencia periférica total. Por último, como la presión arterial es igual al gasto cardíaco por la resistencia periférica total, el aumento secundario de la resistencia periférica total que se produce por el mecanismo de autorregulación facilita en gran medida el incremento de la presión arterial. Por ejemplo, un aumento de solo el 5-10% del gasto cardíaco aumenta la presión arterial desde una presión arterial media normal desde 100 hasta 150 mmHg. De hecho, a menudo no se puede medir el ligero incremento del gasto cardíaco.
Importancia de la sal (NaCl) en el
esquema renal-líquido
corporal de regulación de la presión
arterial
Aunque hasta ahora hemos resaltado la importancia del volumen en la regulación de la presión arterial, en los estudios experimentales se ha demostrado que el aumento de la ingestión de sal eleva más la presión arterial que el aumento de la ingestión de agua. El motivo de este hallazgo es que el agua pura se excreta normalmente por los riñones casi con la misma velocidad con la que se ingiere, mientras que la sal no se excreta tan fácilmente. A medida que se acumula la sal en el organismo aumenta indirectamente el volumen de líquido extracelular, por dos razones básicas:
- Cuando hay un exceso de sal en el líquido extracelular aumenta la osmolalidad del líquido, lo que, a su vez, estimula el centro de la sed en el cerebro, haciendo que esta persona beba cantidades extra de agua para normalizar la concentración extracelular de sal, aumentando el volumen de líquido extracelular.
- El aumento de la osmolalidad causado por el exceso de sal en el líquido extracelular también estimula el mecanismo secretor del eje hipotálamo- hipófisis posterior para segregar cantidades mayores de hormona antidiurética. (Esto se comenta en el capítulo 29 .) A su vez, la hormonaantidiurética provoca la reabsorción renal de cantidades mucho
- La hipertensión casi siempre provoca lesiones en los riñones, produciendo muchas zonas de destrucción renal y, finalmente, insuficiencia renal, uremia y muerte. Estudiando el tipo de hipertensión denominado «hipertensión por sobrecarga de volumen» se han obtenido datos cruciales para entender la función del mecanismo de control del volumen de líquido renal-corporal para la regulación de la presión arterial. La hipertensión por sobrecarga de volumen significa que la hipertensión está causada por un exceso de acumulación de líquido extracelular en el organismo, como vemos a continuación.
Hipertensión por sobrecarga de volumen experimental
causada por la disminución de la
masa renal conun aumento simultáneo de la ingestión
de sal
En la figura 19-8 se muestra un experimento típico en el que se muestra la hipertensión por sobrecarga de volumen en un grupo de perros a los que se ha extraído el 70% de la masa renal. En elprimer círculo señalado en la curva se extrajeron los dos polos de uno de los riñones, y en el segundo círculo se extrajo todo el riñón contralateral, dejando al animal tan solo con el 30% de la masa renal normal. Obsérvese que la eliminación de esta cantidad de masa renal aumentó la presión arterial una media de solo 6 mmHg. Después, se administró a los perros una solución salina para beber, en lugar de agua. Como la solución de sal no puede apagar la sed, los perros bebían entre dos y cuatro veces el volumen normal y en unos días la presión arterial aumentó hasta 40 mmHg por encima de lo normal. Después de 2 semanas los perros recibieron agua del grifo en lugar de la solución con sal y la presión arterial volvió a la normalidad en 2 días. Por último, al finalizar el experimento los perros recibieron otra vez la solución de agua con sal y esta vez la presión aumentómucho más rápidamente y hasta un nivel superior, lo que revela de nuevo la hipertensión por sobrecarga de volumen. Si recordamos de nuevo los determinantes básicos de la regulación a largo plazo de la presión arterial, es evidente por qué se produjo la hipertensión en el experimento de sobrecarga de volumen ilustrado en la figura 19-8. En primer lugar, la reducción de la masa renal hasta el 30% de lo normal redujo la capacidad renal de excreción de sal y agua. Por tanto, la sal y el agua se acumularon en elorganismo y la presión arterial aumentó en pocos días, lo suficiente como para excretar el exceso de la ingestión de sal y agua.
Cambios secuenciales de la función circulatoria durante
el desarrollo de la hipertensión
por sobrecarga de volumen
Resulta particularmente útil estudiar los cambios secuenciales de la función circulatoria durante el desarrollo progresivo de la hipertensión por sobrecarga de volumen. En la figura 19-9 se muestran estos cambios secuenciales. Una semana, más o menos, antes del punto marcado como día
«0» la masa renal ya había disminuido hasta solo el 30% de lo normal. A continuación, en este punto aumentó la ingestión de sal y agua hasta seis veces con respecto a lo normal, y se mantuvo en este nivel elevado en lo sucesivo. El efecto agudo fue un aumento de volumen del líquido extracelular, del volumen de sangre y del gasto cardíaco hasta el 20-40% por encima de lo normal. Simultáneamente, la presión arterial comenzó a aumentar, pero no tanto como aumentaron la primera vez los volúmenes de líquido y el gasto cardíaco. La razón de este aumento menor de la presión puede discernirse estudiando la curva de resistencia periférica total, en la que se muestra un descenso inicial de la resistencia periférica total. Este descenso se debió a un mecanismo de barorreceptores, como se comenta en el capítulo 18, que intentó atenuar temporalmente el aumento de la presión. No obstante, pasados 2-4 días los barorreceptores se adaptaron (se reajustaron) y ya no pudieron prevenir el aumento de la presión. En ese momento, la presión arterial había aumentado casi hasta su valor máximo por el aumento del gasto cardíaco, aunque la resistencia periférica total aún se mantuviera casi en el nivel normal. Después de que se hayan producido estos cambios precoces agudos en las variables circulatorias, en las semanas siguientes se producen cambios secundarios más prolongados. Especialmente importante fue el aumento progresivo de la resistencia periférica total, mientras que, al mismo tiempo, el gasto cardíaco disminuyó casi hasta la normalidad, principalmente como consecuencia del mecanismo de autorregulación del flujo sanguíneo a largo plazo, tal como se comenta con más detalle en el capítulo 17, y antes en este mismo capítulo. Es decir, después de que el gasto cardíaco haya aumentado hasta un nivel elevado y se haya iniciado la hipertensión, el exceso de flujo sanguíneo a través de los tejidos provoca después la constricción progresiva de las arteriolas locales, con lo que el flujo sanguíneo local de los tejidos del organismo, y también el gasto cardíaco, vuelven casi totalmente a la normalidad, mientras que se provoca simultáneamente el aumento secundario de la resistencia periférica total. Obsérvese que el volumen de líquido extracelular y el volumen de sangre también volvieron casi a la normalidad a la vez que se redujo el gasto cardíaco. Este resultado se deriva de dos factores: en primer lugar, el aumento de la resistencia arteriolar disminuyó la presión capilar, lo que permitió que el líquido de los espacios tisulares se absorbiera de nuevo hacia la sangre. En segundo lugar, la elevación de la presión arterial hace ahora que los riñones excreten el exceso de volumen de líquido que inicialmente se había acumulado en el cuerpo. Varias semanas después del inicio de la sobrecarga de volumen, con los efectos siguientes:
- Hipertensión.
- Importante aumento de la resistencia periférica total.
- Normalización casi completa del volumen de líquido extracelular, volumen de sangre y gasto cardíaco.
riñones si la situación persiste durante meses o años, y se retendrá aún más sal y agua además de la retención causada directamente por la aldosterona. Por tanto, la hipertensión se agravará hasta el extremo de convertirse en letal. De nuevo vemos cómo en las etapas iniciales de este tipo de hipertensión también aumenta el gasto cardíaco, pero en las etapas finales el gasto cardíaco vuelve a la normalidad, mientras que la resistencia periférica total se eleva secundariamente, como hemos explicado antes en este mismo capítulo en el caso de la hipertensión primaria por sobrecarga de volumen.
El sistema renina-angiotensina: su
función en el control de la presión
arterial
Además de la capacidad de los riñones de controlar la presión arterial a través de los cambios de volumen del líquido extracelular, los riñones también tienen otro mecanismo potente para controlar la presión arterial: el sistema renina-angiotensina. La renina es una enzima proteica liberada por los riñones cuando la presión arterial desciende demasiado. A su vez, eleva la presión arterial de varias formas, con lo que ayuda a corregir el descenso inicial de la presión.
Componentes del sistema renina-
angiotensina
En la figura 19-10 se muestran los pasos funcionales por los que el sistema renina- angiotensina facilita la regulación de la presión arterial. La renina se sintetiza y almacena en una forma inactiva conocida como prorrenina en las células yuxtaglomerulares (células YG) de los riñones. Las células YG son miocitos lisos modificados situados principalmente en las paredes de las arteriolas aferentes, inmediatamente proximales a los glomérulos. Cuando desciende la presión arterial se producen una serie de reacciones intrínsecas delos riñones que provocan la escisión de muchas de las moléculas de prorrenina de las células YG y la liberación de renina, la mayor parte de la cual entra en la circulación sanguínea renal para circular después por todo el organismo. No obstante, quedan pequeñas cantidades de renina en los líquidoslocales del riñón que inician varias funciones intrarrenales. La propia renina es una enzima y no una sustancia vasoactiva. Como se ve en el esquema de la figura 19-10 , la renina actúa enzimáticamente sobre otra proteína plasmática, una globulinadenominada sustrato de renina (o angiotensinógeno ), para liberar un péptido de 10 aminoácidos, la angiotensina I, que tiene propiedades vasoconstrictoras discretas, no suficientes para provocarcambios suficientes en la función circulatoria. La renina persiste en la sangre durante 30 min hasta1 h y continúa provocando la formación de aún más angiotensina I durante todo este tiempo.
Unos segundos o minutos después de la formación de angiotensina I se escinden otros dos aminoácidos a partir de la angiotensna I para formar el péptido de ocho aminoácidos angiotensina II. Esta conversión se produce en gran medida en los pulmones, cuando el flujo sanguíneo atraviesa los pequeños vasos de ese territorio, catalizada por una enzima denominada enzima convertidora de la angiotensina, que está presente en el endotelio de los vasos pulmonares. Otros tejidos, como los riñones y los vasos sanguíneos, también contienen enzima convertidora y, por tanto, forman angiotensina II localmente. La angiotensina II es una sustancia vasoconstrictora muy potente que afecta a la función circulatoria de otras formas. No obstante, persiste en sangre solo durante 1-2 min porque se inactiva rápidamente por muchas enzimas tisulares y sanguíneas que se conocen colectivamente como angiotensinasas. La angiotensina II tiene dos efectos principales que pueden elevar la presión arterial. El primero de ellos, la vasoconstricción de muchas zonas del organismo, se produce rápidamente. La vasoconstricción es muy intensa en las arteriolas y mucho menor en las venas. La constricción de lasarteriolas aumenta la resistencia periférica total, con lo que aumenta la presión arterial como se demuestra en la parte inferior del esquema de la figura 19-. Además, la constricción leve de las venas favorece el incremento del retorno de sangre venosa hacia el corazón, con lo que se facilita la función de bomba cardíaca contra una presión en aumento. La segunda forma más importante por la que la angiotensina II aumenta la presión arterial es el descenso de la excreción tanto de sal como de agua por los riñones. Esta acción aumenta lentamente el volumen del líquido extracelular, lo que después aumenta la presión arterial durante las horas ydías sucesivos. Este efecto a largo plazo, que actúa a través del mecanismo de volumen del líquido extracelular, es incluso más potente que el mecanismo vasoconstrictor agudo a la hora de aumentar finalmente la presión arterial.
Rapidez e intensidad de la respuesta
presora
vasoconstrictora al sistema renina-
angiotensina
En la figura 19-11 se muestra un experimento en el que se demuestra el efecto de una hemorragia sobre la presión arterial en dos situaciones distintas: 1) con el sistema renina-angiotensina funcionante, y 2) sin el sistema funcionante (el sistema se interrumpió mediante un anticuerpo antirrenina). Obsérvese que después de la hemorragia, suficiente como para provocar el descenso agudo de la presión arterial hasta 50 mmHg, la presión arterial volvió a aumentar hasta 83 mmHg cuando el sistema renina- angiotensina estaba funcionante. Por el contrario, aumentó solo hasta 60
La angiotensina II aumenta la retención
de sal y agua en los riñones al estimular
la aldosterona
La angiotensina II también es uno de los factores estimulantes más potentes de la secreción de aldosterona por las glándulas suprarrenales, como veremos al hablar de la regulación del líquido corporal del capítulo 30 y de la función de la glándula suprarrenal en el capítulo 78. Por tanto, la velocidad de secreción de aldosterona aumenta también cuando se activa el sistema reninaangiotensina. Una de las funciones consecuentes de la aldosterona consiste en lograr un aumento importante de la reabsorción de sodio en los túbulos renales, con lo que aumenta el sodio en el líquido extracelular. Este aumento de sodio provoca a su vez la retención hídrica, como ya hemos explicado, aumentando el volumen de líquido extracelular y provocando secundariamente una elevación de la presión arterial aún a más largo plazo. En consecuencia, tanto el efecto directo de la angiotensina sobre el riñón como su acción a través de la aldosterona son importantes en el control a largo plazo de la presión arterial. No obstante, la investigación realizada en nuestro propio laboratorio indica que el efecto directo de la angiotensina en los riñones es quizás tres o cuatro veces más potente que el efecto indirecto a través de la aldosterona, si bien el efecto indirecto es el mejor conocido.
Análisis cuantitativo de los cambios de la
presión arterial provocados por la
angiotensina II
En la figura 19-12 se muestra un análisis cuantitativo del efecto de la angiotensina en el control de la presión arterial. Esta figura muestra dos curvas de función renal, así como una línea que representa el nivel normal de la ingestión de sodio. La curva de función renal de la izquierda es la que se ha medido en perros cuyo sistema renina-angiotensina había sido bloqueado por un inhibidor de la enzima convertidora de la angiotensina que bloquea la conversión de angiotensina I a angiotensina II. La curva de la derecha se midió en perros que recibían una infusión continua con angiotensina II a un nivel 2,5 veces mayor que la velocidad normal de formación de angiotensina en la sangre. Obsérvese el desplazamiento de la curva de eliminación renal hacia niveles de presión más altos bajo la influencia de la angiotensina II. Como ya hemos explicado, este desplazamiento se debe tanto a los efectos directos de la angiotensina II en el riñón como al efecto indirecto a través de la secreción de aldosterona, tal como se explica anteriormente. que se muestra una presión arterial de 75 mmHg y otro para la angiotensina elevada, que muestra un nivel de presión de 115 mmHg. Por tanto, el efecto
de la angiotensina de provocar la retención renal de sal y agua ejerce una potente acción favoreciendo la elevación crónica de la presión arterial.
Función del sistema renina-angiotensina
en el mantenimiento de una presión
arterial normal a pesar de las grandes
variaciones de la ingestión de sal
Una de las funciones más importantes del sistema renina-angiotensina es permitir que la persona ingiera cantidades muy pequeñas o muy grandes de sal sin provocar grandes cambios del volumen de líquido extracelular ni de la presión arterial. Esta función se explica en el esquema de la figura 19-13 , en la que se muestra que el efecto inicial del aumento de la ingestión de sal es elevar el volumen de líquido extracelular, lo que a su vez eleva la presión arterial. Después, el aumento de la presión arterial aumenta a su vez el flujo sanguíneo a través de los riñones, además de otros efectos, lo que reduce la velocidad de secreción de renina hasta un nivel muy inferior y consigue secuencialmente disminuir la retención renal de sal y agua, devolviendo el volumen de líquido extracelular casi hasta la normalidad y, por último, devolviendo la propia presión arterial también casi hasta la normalidad. Es decir, el sistema renina-angiotensina es un mecanismo automático de retroalimentación que mantiene la presión arterial en un nivel normal o casi normal incluso cuando aumenta la ingestión de sal. Cuando la ingestión de sal disminuye por debajo de lo normal se consiguen efectos exactamente opuestos. Para resaltar la eficacia del sistema renina-angiotensina en el control de la presión arterial, diremos que la presión no aumenta más de 4-6 mmHg cuando el sistema funciona con normalidad en respuesta a un aumento de la ingestión de sal hasta de 100 veces (fig. 19-14). Por el contrario, cuando se bloquea el sistema renina-angiotensina y se impide la supresión habitual de la formación de angiotensina, el mismo aumento de ingestión de sal a veces provoca el aumento de hasta 10 veces por encima de lo normal, hasta 50- mmHg. Cuando se reduce la ingestión de sal hasta solo 1/10 parte de lo normal, la presión arterial apenas cambia siempre que el sistema renina- angiotensina funcione normalmente. Sin embargo, si se bloquea la formación de angiotensina II con un inhibidor de la enzima convertidora de la angiotensina, la presión arterial se reduce de forma importante al reducir la ingestión de sal (v. fig. 19-14 ). Así pues, el sistema renina-angiotensina es tal vez el más potente sistema del organismo para adaptarse a amplias variaciones en la ingestión de sal con cambios mínimos en la presión arterial.
Tipos de hipertensión en que interviene
la angiotensina: hipertensión provocada
angiotensina II y la aldosterona). En 5-7 días elvolumen de líquido corporal aumenta lo suficiente como para elevar la presión arterial hasta su nuevo nivel mantenido. El valor cuantitativo de este nivel mantenido de presión viene determinado por el grado de constricción de la arteria renal, es decir, la presión en la aorta debe aumentar lo suficiente para que la presión arterial renal distal a la constricción sea suficiente para que la producción de orina sea normal. Se produce un escenario similar en pacientes con estenosis de la arteria renal de un riñón único, talcomo sucede en ocasiones después de que una persona reciba un trasplante de riñón. Además, los aumentos funcionales o patológicos en la resistencia de las arteriolas renales debidos a ateroesclerosis o a niveles excesivos de vasoconstrictores pueden causar hipertensión a través de los mismos mecanismos que la compresión de la arteria renal principal.
Hipertensión de Goldblatt con dos riñones
La hipertensión también puede aparecer cuando se produce la constricción solo de un riñón, mientras que la arteria del otro es normal. El riñón que tiene la constricción segrega renina y también retiene sal y agua por el descenso de la presión arterial renal en ese riñón. Entonces, el riñón contrario «normal» retiene sal y agua por la presencia de la renina producida por el riñón isquémico. Esta renina provoca la formación de angiotensina II y aldosterona, circulando ambas hacia el riñón contrario y haciendo que retenga sal y agua. Es decir, ambos riñones retienen sal y agua, pero por motivos diferentes. En consecuencia, se desarrolla hipertensión. La contrapartida clínica a la hipertensión de Goldblatt con dos riñones sucede cuando existeestenosis de una sola arteria renal provocada, por ejemplo, por ateroesclerosis, en una persona que tiene dos riñones.
Hipertensión causada por riñones enfermos que
segregan renina crónicamente
A menudo hay zonas parcheadas enfermas en uno o ambos riñones, que se vuelven isquémicos por laconstricción vascular local o infartos, mientras que otras áreas de los riñones son normales. Cuando se produce esta situación, se consiguen efectos casi idénticos a los de la hipertensión de Goldblatt con dos riñones. Es decir, el tejido renal con parches isquémicos segrega renina que, a su vez, actúa a través de la formación de angiotensina II, con lo cual la masa renal residual también retiene sal yagua. En realidad, una de las causas más frecuentes de hipertensión renal, en especial en los ancianos, es la enfermedad isquémica renal parcheada. Otros tipos de hipertensión provocada por combinaciones de sobrecarga de volumen y vasoconstricción
Hipertensión en la parte alta del cuerpo, causada por la
coartación aórtica
Uno de cada varios miles de recién nacidos tiene una constricción o bloqueo patológico de la aorta en un punto distal a las ramas que desde la aorta se dirigen hacia la cabeza y los brazos, pero proximal a las arterias renales. Esta situación se conoce como coartación aórtica. Cuando esto sucede, el flujo sanguíneo hacia la parte inferior del cuerpo se transporta a través de muchas arteriascolaterales de pequeño tamaño por la pared corporal, con gran resistencia vascular entre la parte alta y la parte baja de la aorta. En consecuencia, la presión arterial en la parte alta del cuerpo puede serhasta un 40-50% mayor que en la parte inferior. El mecanismo de esta hipertensión de la parte alta del cuerpo es casi idéntico al de la hipertensión de Goldblatt con riñón único, es decir, cuando se coloca un obstáculo constrictor en la aorta por encima de las arterias renales, la presión arterial de ambos riñones desciende primero, se segrega renina, se forman angiotensina y aldosterona y se produce la hipertensión en la parte alta del cuerpo. La presión arterial en la parte inferior del cuerpo a la altura de los riñones aumenta aproximadamente hasta la normalidad, pero la presión arterial elevada persiste en la parte alta. Los riñones ya no están isquémicos, por lo que la secreción de renina y la formación de angiotensina y aldosterona vuelven a la normalidad. Asimismo, en la coartación aórtica la presión arterial de la parte inferior del cuerpo suele ser casi normal, mientras que en la parte alta es bastante mayor de lo normal.
Función de la autorregulación en la hipertensión
provocada por la coartación aórtica
Una característica significativa de la hipertensión causada por la coartación aórtica es que el flujo sanguíneo de los brazos, donde la presión puede ser un 40-60% por encima de lo normal, es casi exactamente normal. Además, el flujo sanguíneo de las piernas, donde la presión no esta elevada, también es casi exactamente normal. ¿Cómo puede ser esto, si la presión de la parte superior del cuerpo es un 40-60% mayor que en la parte inferior? La respuesta no está en las diferencias de sustancias vasoconstrictoras que hay en la sangre en la parte superior e inferior del cuerpo, ya que el flujo sanguíneo es el mismo en ambos territorios. Asimismo, el sistema nervioso inerva de forma similar ambas zonas de la circulación, por lo que no hay motivos para creer que hay diferencias en el control nervioso de los vasos sanguíneos. La razón principal es que se desarrolla una autorregulación a largo plazo, casi tan completa que los mecanismos de control del flujo sanguíneo local han compensado casi el 100% de las diferencias de presión.
El resultado es que el flujo sanguíneo local se controla casi
exactamente igual, de acuerdo a las necesidades del tejido y
no según el nivel de presión tanto en el territorio de presión
elevada como en el de presión baja.
Hipertensión en la preeclampsia (toxemia del embarazo)
Entre el 5 y el 10% aproximadamente de las mujeres gestantes desarrollan un síndrome conocido como preeclampsia (también denominado toxemia del
