La función renal en el ejercicio ha sido objeto de múltiples estudios, tanto en el hombre como en los animales. El ejercicio origina cambios en la hemodinámica renal causando una disminución en el flujo plasmático renal, como en la filtración glomerular, siendo ésta última de mucha menor cuantía. Con todo esto se origina un aumento de la fracción de filtración, que intenta preservar la transferencia de metabolismo y sustancias a través de los glomérulos renales.
La mayor parte de los estudios realizados sobre la composición de la orina derivadas de la práctica deportiva, han encontrado presencia de componentes anormales. Parece claro que el grado de alteración renal está en relación con el grado de intensidad relativa de trabajo físico desarrollado.
Flujo Sanguíneo Renal Durante el Ejercicio Físico
En reposo aproximadamente el 90% de la sangre que llega al riñón pasa por el glomérulo, siendo el 20% de este débito glomerular total, filtrado. La irrigación del riñón no es uniforme, un 75% del flujo sanguíneo renal es cortical, mientras que el 25% restante corresponde al flujo medular. El flujo sanguíneo renal que llega a los riñones es muy elevado, ello es debido a la función tan importante que el riñón tiene en el organismo, ya que como depurador de la sangre recibe necesariamente volúmenes por unidad de tiempo muy considerables, para conseguir realizar su función correctamente.
Con el ejercicio, los parámetros hemodinámicos sufren profundas modificaciones debido al aumento del gasto cardíaco en unas 5-6 veces respecto a su valor basal, en función de un mayor retorno venoso y del incremento de la frecuencia cardíaca. Por otra parte se produce un gran aumento del gasto cardíaco que se dirige al músculo, hasta un 85% más que en reposo, debido a la vasodilatación arteriolar que acontece durante el ejercicio. Estos beneficios se producen en detrimento de otros órganos, como el riñón, que ve muy disminuido el flujo plasmático. El flujo plasmático renal (FPR) y el flujo sanguíneo renal (FSR) disminuyen de forma proporcional a la intensidad del ejercicio. Otros estudios realizados han demostrado que en el ejercicio en bipedestación se producen mayores alteraciones en el FSR, que realizando ejercicios en sedestación.
Papel del Riñón en el Mantenimiento de la Hidratación
Los riñones juegan un rol esencial en el mantenimiento de la hidratación corporal y de la hemostasis de los fluidos corporales. En tal sentido, la función renal bajo la influencia endocrina y neural mediana por la osmolaridad así como por los receptores de volumen que responden a los cambios de volumen del agua corporal, es capaz de ajustar el volumen y la composición de la orina. Si el cuerpo se encuentra en una situación en la cual existe déficit de fluidos (Ej.: Estado de deshidratación), se produce una reducción compensatoria en la producción de orina y la cantidad que se produce se haya extremadamente concentrada, presentando un color marcadamente amarillo. Opuestamente, si el ingreso de fluidos es excesivo o si el cuerpo se encuentra sobrehidratado, los riñones corrigen la situación mediante el incremento de la producción de orina. La misma resulta muy diluida y es de color amarillo muy claro.
Insuficiencia Renal Aguda Inducida por Ejercicio
Este es un síndrome poco común caracterizado por oliguria y anuria con disfunción renal, que usualmente ocurre durante un maratón o ultramaratón cuando la disminución fisiológica del flujo sanguíneo renal se ve agravada por el estrés térmico, la deshidratación y la rabdomiolisis. Este cuadro puede ocurrir en atletas que sufren de Drepanocitosis, debido a la hemólisis que presentan sus glóbulos rojos en la microcirculación y en los músculos, debido a una exposición súbita a la altura o al calor en sesiones de ejercicios cortos y de alta intensidad. Igualmente puede ocurrir la muerte por exceso de potasio que determina arritmias cardíacas graves. Se consideran factores de riesgo para su desarrollo la falta de entrenamiento, el ejercicio inusual y una pobre hidratación.
Afortunadamente, la insuficiencia renal aguda inducida por el ejercicio es bastante rara. Por razones todavía no claras, durante el ejercicio se mantiene una normal y adecuada filtración glomerular, aún con la marcada vasoconstricción renal mediada neurológicamente durante el ejercicio físico.
La rabdomiolisis es el evento clave, asociado con el ejercicio, que precipita la insuficiencia renal. La rabdomiolisis es un cuadro que ocurre más frecuentemente cuando se asocia una o más de las siguientes condiciones: ejercicio intenso y prolongado, estrés térmico, deshidratación y depleción de potasio. Sin embargo, existen reportes de rabdomiolisis e insuficiencia renal aguda que han ocurrido en individuos no entrenados (Ej.: Bomberos no reclutas militares) luego de entrenamientos de corta duración de máxima intensidad.
Anecdóticamente, se ha acusado a los anti-inflamatorios no esteroides a contribuir en casos de insuficiencia renal aguda en corredores del Maratón de las Comores.
Los procesos infecciosos, principalmente virales, pueden predisponer a problemas musculares que pudiesen precipitar a una rabdomiolisis. Puede también ser exacerbado por la ingestión de analgésicos (aspirina y anti-inflamatorios no esteroides) para lesiones menores. Estas sustancias inhiben la producción de la prostaglandina vasodilatadora renal, por lo que un importante mecanismo compensador para la reducción fisiológica del flujo renal se ve disminuido. Este efecto incrementa el riesgo de isquemia renal. La mioglobinuria, la hemoglobinuria y las drogas nefrotóxicas pueden intensificar la respuesta fisiológica renal al ejercicio. Este cuadro asociado a una disminución del volumen sanguíneo, conducen a una isquemia renal y a una insuficiencia renal aguda.
Ante esta situación, la principal medida a tomar es un reemplazo rápido y agresivo de fluidos, debiéndose controlar la producción de orina; si el atleta se mantiene oligúrico por varias horas se sugiere la hospitalización para la expansión del volumen sanguíneo por vía intravenosa y respectiva observación.
Variaciones en el Volumen y Excreción de Agua y Electrolitos Durante la Actividad Física
El ejercicio moderado como el caminar, aumenta el volumen de orina tal vez como resultado de una mayor excreción de solutos a la orina que retienen más agua en los túbulos que de otra forma se hubiesen reabsorbido (efecto osmótico). Por el contrario el ejercicio intenso se asocia a una disminución del volumen de orina, durante el ejercicio intenso y prolongado hay aumento en las pérdidas de agua y electrolitos por la respiración y el sudor. Para controlar el equilibrio hídrico se ponen en marcha dos mecanismos:
- Aumento de la ingestión de agua mediante el estímulo de la sed, mediado en parte por el aumento de la angiotensina.
- Disminución de la diuresis por aumento de los niveles de la hormona antidiurética, estimulada en parte por la angiotensina.
Se ha descrito una buena correlación entre los niveles plasmáticos de la hormona antidiurética y la intensidad de ejercicio, tal vez porque cuando la intensidad del ejercicio es importante se produce una disminución del catabolismo hepático de dicha hormona. El efecto antidiurético del ejercicio contribuiría a preservar al organismo del exceso de pérdida de agua.
Existen numerosos trabajos con resultados muy dispares, aunque en términos generales el aspecto y la composición de la orina al final de una actividad física, está muy influida por la intensidad del esfuerzo realizado, el tipo de ejercicio, la edad de la persona, las condiciones ambientales, la postura adoptada, el nivel de hidratación antes del ejercicio y el nivel de entrenamiento, no parece sin embargo que existan diferencias entre los sexos.
Los cambios en el volumen y calidad del plasma después del ejercicio, están también relacionados con los mismos parámetros que definían la calidad y cantidad de la orina post-ejercicio.
Además de la conservación del agua corporal, los riñones tienen un papel importante en la eliminación del ácido (lactato y piruvato) producidos en exceso durante el ejercicio vigoroso. Esto se demuestra midiendo el pH de la orina, que cae extraordinariamente durante el ejercicio intenso y, sobre todo, después de éste.
Electrolitos
La principal función fisiológica del riñón es regular la excreción de sustancias inorgánicas. La reabsorción activa de Na+ va unida a casi todo el H2O que se absorbe, teniendo en cuenta que esta última fluye pasivamente debido a la diferencia de osmolaridad entre la luz tubular y el líquido intersticial. Hay otros solutos que también contribuyen a la diferencia de osmolaridad, pero la mayor parte tienen su absorción ligada a la de EA+; en el caso de los solutos orgánicos negativos, los más importantes (Cl- y bicarbonato) se absorben acoplados con el Na+ .
Durante el ejercicio físico de intensidad media parece haber en la mayoría de los casos, una disminución de la excreción urinaria de Na+ y consecuentemente un aumento de su reabsorción tubular. Al comparar la orina post-esfuerzo de un grupo de deportistas sometido a un entrenamiento de 11,7 km/día con la de otro grupo de deportistas que realizan un entrenamiento diario de 1,7 km, encuentran concentraciones más elevadas de Na+ , Ca++, K+y Mg++ en el grupo de deportistas que entrenan con menor intensidad.
En términos generales la disminución del FSR se debe a la actividad simpática renal, al aumento de adrenalina y noradrenalina en plasma, al aumento de la secreción de renina y formación de angiotensina y al aumento de liberación de la hormona antidiurética. Otro factor que puede ayudar a una mayor caída del flujo sanguíneo renal es la sudoración excesiva, por lo que existen estudios a favor de que una buena hidratación previa al ejercicio puede minimizar el efecto del ejercicio sobre el flujo sanguíneo renal.
Situación Actual de los Conocimientos sobre Función Renal y Actividad Física
Entre los cambios fisiológicos que se dan en el maratonista están el aumento de glucagón, adrenalina, noradrenalina (hormonas glucogenolíticas y lipolíticas), que favorecen a la utilización de azúcares y grasas para la obtención de energía; hormona adrenocorticotrópica (ACTH), hormona estimulante de la tiroides (TSH) y la insulina. Con excepción de la última, éstas actúan a través del AMPc en la movilización de sustrato combustible que reclama el trabajo muscular. Por su parte, la insulina, entre otras características, facilita la captación de glucosa en los tejidos (excepto en el encéfalo, túbulos renales, glóbulos rojos y mucosa intestinal), aumenta la síntesis de ácidos grasos y proteínas. También incrementa la permeabilidad del potasio y disminuye la gluconeogénesis. Sus efectos en el hígado se acompañan con la disminución del AMPc y aumento del GMPc.
Parece haber un acuerdo casi unánime en el hecho de que durante la práctica de un ejercicio físico, el riñón sufre una disminución de su flujo sanguíneo y que este acontecimiento es el responsable de las alteraciones que se producen, tanto en el mecanismo de depuración renal como en la cantidad y composición de la orina.
La respuesta hemodinámica renal durante el ejercicio está causada básicamente por la combinación de dos mecanismos: un aumento de la actividad del sistema nervioso simpático que va a producir una constricción de las arteriolas aferente y eferente del glomérulo y una elevación del nivel de catecolaminas (Adrenalina y Noradrenalina) en sangre; otros mecanismos como la autorregulación local del flujo sanguíneo, parecen tener menor influencia en los cambios de distribución de la volemia que se producen en un sujeto sano sometido a estrés físico.(figura 1)
Los acontecimientos en los que participa el sistema nervioso se producen básicamente de la forma siguiente: el centro vasomotor recibe información del sistema nervioso central y de los receptores periféricos, transmitiendo impulsos nerviosos a través de las fibras simpáticas y parasimpáticas hacia el sistema cardiovascular. La mayor parte de las terminaciones nerviosas simpáticas postganglionares son adrenérgicas, es decir, segregan Noradrenalina mientras que las terminaciones parasimpáticas son todas colinérgicas o liberadoras de acetilcolina. Estos neurotransmisores van a ejercer su función a través de unos receptores localizados en los órganos efectores; la activación de estos receptores va a producir activación o enlentecimiento de la función del órgano.
La estimulación del sistema nervioso simpático ejerce sólo una pequeña acción sobre las arterias coronarias y sobre las de la musculatura esquelética y sobre el corazón produce bradicardia; sin embargo, la estimulación del sistema nervioso simpático actúa sobre la mayor parte de los vasos sanguíneos, produciendo constricción en las arterias de las vísceras abdominales, riñones y piel, así como en la totalidad de las venas; sobre el corazón su acción se traduce en taquicardia y aumento de la contractilidad. Visto lo anterior, podemos deducir que el análisis de las catecolaminas fraccionadas en plasma, nos va a dar una idea del nivel de estimulación nerviosa que se produce durante una actividad física, así como de la importancia de la vasoconstricción sobre las arteriolas renales y sus consecuencias hemodinámicas.
La necesidad de mantener una TFG dentro de unos límites incluso en situaciones de un gran descenso del FSR (ejercicio intenso, deshidratación, condiciones ambientales adversas, etc.), explica el posible efecto estimulador que sobre la mácula densa tiene la disminución del FSR; la mácula densa así estimulada produciría una vasoconstricción en la arteriola eferente afectándose con menor intensidad la aferente.
En Resumen
Las Respuestas y Adaptaciones Renales al Ejercicio
Modificaciones de la hemodinamia renal:
- Disminución del flujo sanguíneo renal
- Disminución del flujo plasmático renal
- [Proporcional a la intensidad del ejercicio (30-75% del normal)]
Causas:
- Aumento de ADH
- Incremento de Renina y Angiotensina II
- Aumento de la actividad simpática
- Disminución del volumen de Filtrado Glomerular (hasta un 50%)
Causa:
Vasoconstricción de la arteriola aferente y eferente
Modificaciones del volumen de orina:
Disminución del volumen urinario: ejercicio intenso (por aumento de ADH), Aumento del volumen urinario ejercicio moderado (por eliminación de solutos)
Otros:
- Hematuria
- Proteinuria
- [Aumento de permeabilidad glomerular por hipoxia renal en ejercicios intensos]
Hallazgos en el Uroanálisis
Proteinuria y hematuria:
Se sabe que durante la realización del esfuerzo físico deportivo existe proteinuria y en algunos casos hematuria. La proteinuria ocurre con mayor frecuencia en luchadores, canotistas, futbolistas, gimnastas y boxeadores.
El ejercicio intenso origina cierta proteinuria que parece disminuir conforme progresa el entrenamiento y aunque sus factores etiopatogénicos, igual que los de la hematuria, no se han dilucidado totalmente, en algunos casos después de actividad extenuante (maratón), pueden darse signos graves de compromiso renal con hiperzoemia que son totalmente reversibles con reposo. No existe prueba de que hematuria y proteinuria se asocien con algún daño permanente renal o vesical.
Entre los mecanismos que originan proteinuria y la hematuria se encuentra el daño glomerular, donde las paredes capilares se vuelven más permeables, permitiendo que moléculas grandes como la albúmina, pasen a través y sean excretadas en la orina.
Otras veces existe una disminución de la reabsorción tubular de las proteínas de bajo peso molecular que normalmente están en el filtrado, pero no son absorbidas en su totalidad, apareciendo en la orina.
Existe una gran coincidencia, con mínimas variaciones en los porcentajes, en que la aparición de proteinurias y hematurias después del ejercicio es algo frecuente y de poca significación clínica; así McInnis y cols. Encuentran proteinurias y hematurias post-ejercicio relacionadas con la intensidad de este, después de esfuerzos de corta duración con fases de reposo relativo y después de esfuerzos de mediana intensidad de 60 minutos de duración; del mismo modo Pérez-Ruiz y cols. al tomar muestras de orina a 28 corredores de fondo, 11 futbolistas y 14 ciclistas aficionados, antes y 30 minutos, 6 h, 24 h y 72 h después de la competición correspondiente, encuentran proteinuria en todos los casos y hematuria en el 60% de ellos. La calidad y cantidad de los electrolitos presentes en la orina postejercicio y la composición del sedimento urinario, son temas muy debatidos aún en la actualidad.
Proteinuria post-esfuerzo:
Recibe este nombre la excesiva eliminación de proteínas en la orina consecuencia de ejercicios físicos muy intensos. Siempre que su causa no tenga incidencias patológicas, no tiene mayor importancia y disminuye con el incremento de la condición física y el nivel del entrenamiento del individuo.
La proteinuria generada por ejercicio físico extenuante es denominada proteinuria transitoria, funcional benigna o pseudo nefritis atlética. También se presenta en alteraciones febriles, cardiopatías, anemia grave, alteraciones del tiroides y en crisis abdominales. La proteinuria es mínima, otras pruebas renales son normales y desaparece al resolverse la condición subyacente.
El examen de orina presenta albuminuria muy discreta que se inicia en las primeras 6 horas, dosificable durante 12 horas y desaparición a las 24 horas. Hematuria discreta con máxima intensidad a las 12 horas. Cilindros hialinos transitorios, algunos granulosos y descamación leucocitaria escasa pero superior a la normal.
El diagnostico se establece esporádicamente en el sedimento, ausente de sintomatología de glomerulonefritis.
Entre las proteínas normalmente excretadas y que no existe en el plasma, se encuentra la denominada de Tamm-Horsfall, que es secretada por los túbulos renales y forma matriz de la mayoría de los cilindros urinarios.
Hematuria post-esfuerzo:
Recibe este nombre la aparición de sangre en la orina consecuencia del ejercicio intenso. Salvando los casos de incidencia patológica, las hematurias post-esfuerzo pueden ser consecuencia de pequeños microtraumatismos sobre la vejiga (equitación y artes marciales) o bien de problemas glomerulares debido a ejercicios intensos de larga duración (maratón y ciclismo).
La hematuria es signo semiológico que se debe dilucidar, porque puede ser por fuerte ejercicio físico (pseudo-nefritis atlética), tratarse de un pólipo, una TBC o un carcinoma.
Especialmente, si la hematuria solo es microscópica no representa necesariamente una alteración del riñón o del tracto urinario. La hematuria microscópica puede ocurrir después de un ejercicio intenso y con una gran variedad de procesos intercurrentes no relacionados como infección respiratoria vírica o bacteriana, otras alteraciones febriles y el la gastroenteritis con deshidratación. La orina también puede estar contaminada por hematíes de procedencia externa, como de los genitales, por ejemplo en la úlcera del meato urinario o en la menstruación.
A veces la microhematuria puede aparecer después de un ejercicio físico intenso. Es raro en el sexo femenino y suele acompañarse de disuria. El color de la orina varía desde rojo a negro. La orina puede contener coágulos de sangre. Los estudios de urocultivo, urografía intravenosa, cistouretrografía intravenosa de micción y cistoscopia son normales en la mayoría de los pacientes. Se trata en principio de un trastorno benigno, ya que la hematuria generalmente remite en las primeras 48 horas después de interrumpir el ejercicio.
Cilindros
La presencia de cilindros indica casi siempre la presencia de una enfermedad renal, aunque la evidencia de alguno de ellos (hialinos y granulosos) puede encontrarse en personas sanas tras grandes esfuerzos físicos.
Por lo general la cilindruria cursa con proteinuria, ya que los cilindros se originan por el espesamiento de las proteínas o su precipitación sobre todo en el túbulo distal.
Los cilindros son estructuras longitudinales que se corresponden con la luz de los túbulos y que pueden contener diferentes elementos.
Después de realizar ejercicio intenso se pueden observar cilindros hialinos y granulosos.
Cilindros Granulosos:
Ocasionalmente pueden parecer en personas sanas, aunque su presencia se relaciona con enfermedades agudas y crónicas del riñón. Suelen ser más grandes que los hialinos y presentar inclusiones granulares que son acumulaciones de partículas celulares de desecho de glóbulos blancos y células epiteliales. No es raro observar una mezcla de cilindros hialinos y granulosos.
Estos cilindros incluyen gránulos prominentes e indican una enfermedad renal subyacente. Sin embargo, no son específicos y pueden presentarse con diversos trastornos renales.
Se pueden encontrar en una gran variedad de enfermedades glomerulares y tubulointersticiales. Los Cilindros Granulosos Gruesos son anormales y se presentan en una gran variedad de enfermedades renales. Los Cilindros Granulosos Café-Verdoso son típicos de necrosis tubular aguda.
Consideraciones Finales
La realización de cualquier actividad física supone un aumento del gasto energético y una mayor producción de catabolitos a nivel local; esto va a traer como consecuencia una serie de cambios en las distintas funciones del organismo. A través de estos cambios nos adaptamos a la nueva situación que supone toda actividad física.
Estas adaptaciones tienen como finalidades principales: procurar un mayor aporte de energía a las zonas activas y facilitar la eliminación de los productos de desecho y del calor producidos durante la actividad física. En un primer momento el sistema cardiovascular será el encargado de realizar estas funciones a través de mecanismos locales y nerviosos; de esta forma el sistema nervioso autónomo ayuda a modular la frecuencia y contractilidad cardíacas y las resistencias periféricas, controlando el gasto cardíaco y la distribución del flujo sanguíneo; esta regulación consiste en un aumento del gasto cardíaco y en una redistribución de la volemia hacia los músculos activos en detrimento de las vísceras del territorio esplácnico entre ellas el riñón.
El aumento de la actividad nerviosa simpática que se produce durante la actividad física, trae como consecuencia una disminución del FSR por vasoconstricción local con una disminución de la TFG y cuando la actividad física realizada es muy intensa, sobre todo si se mantiene mucho tiempo y en unas condiciones climáticas extremas, se pueden llegar a alterar las estructuras íntimas del riñón, afectándose gravemente su función con lesiones en la nefrona.
La actividad físicodeportiva, especialmente la de alto rendimiento, provoca en el organismo ajustes cardiorrespiratorios, renales y neuroendocrinos, entre otros, que se manifiestan en la eliminación elevada de sustancias o en la aparición de otras que pueden ser detectadas en sangre y orina. Los mecanismos de producción de estos fenómenos no son bien conocidos y en algunos casos pueden deberse a estados patológicos latentes; falta de régimen apropiado para la adecuación física o a fatiga. De aquí la importancia de conocer cifras de eliminación y frecuencia con que se presentan los cambios. Tal es el caso de la proteinuria y hematuria.
Bibliografía
- E. Randy Eichner, M.D. El Riñón, el Ejercicio y la Hidratación. Sport ScienceExchange Mesa Redonda 17. Vol. 5 (1994), No 3
- R. Pérez Redondo, J. Bustamante y J. A. de Paz.La actividad física como modificadora de la función renal. Revisión histórica. Nefrología. Vol XXII. No 1. 2002.
- Lemme Gabriel. Función renal y ejercicio físico.
- http://med.unne.edu.ar/catedras/fisiologia1/Fisiologiadelejercicio.pdf
- Dr. Guillermo Firman. Fisiología del ejercicio físico. Fisiología Humana Facultad de Medicina de la UNNE. Argentina.
