RESUMEN SISTEMA RENAL Los riñones en el humano son dos, y se encuentran situados en la pared posterior del abdomen, por fuera de la cavidad peritoneal. Tienen un peso en el adulto de 150 gr. La cara interna de cada riñón tiene una región en forma de muesca denominada HILIO, a través del cual pasan la arteria y vena renal asi como vasos linfáticos, nervios y los ureteros que transportan la orina del riñón a la vejiga. En el riñón pueden delimitarse dos zonas principales la CORTEZA RENAL o EXTERNA y la región interna o MÉDULA. La médula renal a su vez esta dividida en tejido de forma cónica “pirámides renales, la base de cada pirámide nace en el límite entre corteza y médula y termina en la papila que penetra en la pelvis renal que es una prolongación prolongación de la parte superior del uréter que tiene forma de embudo. Y a su vez el borde externo de la pelvis renal se divide en los cálices mayores, los cuales se extienden hacia abajo y se dividen en cálices menores, que se encargan de recoger la orina de los túbulos de cada papila. NOTA: Las paredes de los cálices, la pelvis y el uréter cuentan con elementos contráctiles que propulsan la orina hacia la vejiga.
FUNCIONES DE LOS RIÑONES Los riñones realizan las siguientes funciones: -Excreción de los productos metabólicos de desecho, sustancias químicas extrañas, fármacos y metabolitos de hormonas. -Regulación -Regulación del equilibrio hídrico y electolítico -Regulación -Regulación de la presión arterial -Regulación del equilibrio acidobásico : Los riñones son el único medio para eliminar del cuerpo ciertas clases de ácidos generados por el metabolismo de las proteínas, como ácidos sulfúrico y fosfórico. -Regulación -Regulación de la producción de eritrocitos: A través de la producción de eritropoyetina. -Regulación -Regulación de la formación de 1,25, dihidroxivitamina dihidroxivitamina D3: Los riñones producen la forma activa de la vitamina D, la 1,25-dihidroxivitamina 1,25-dihidroxivitamina D3 (calcitriol) por hidroxilación hidroxilación de esta vitamina en la posición 1. El calcitriol es esencial para el depósito normal de calcio en el hueso y la absorción de calcio en el tubo digestivo. -Síntesis de glucosa: Los riñones sintetizan glucosa a partir de aminoácidos y de otros precursores precursores en situaciones de ayuno prolongado, proceso conocido como gluconeogénesis.
IRRIGACIÓN El flujo sanguíneo de los riñones constituye aproximadamente el 22% del gasto cardíaco (1100 mL/minuto). Estan irrigados por la arteria renal, la cual al entrar por el hilio se ramifica formando las arterias interlobulares, y las arteriolas aferentes que dan lugar a los capilares glomerulares. Los extremos distales de los capilares de cada glomérulo confluyen y forman la arteriola eferente que da lugar a una segunda red capilar formada por capilares peritubulares que rodean a los túbulos renales, estos, se vacían en los vasos del sistema venoso, que forman la vena interlobulillar, la vena aciforme y la vena interlobular y por último la vena renal.
NEFRONA Cada riñón esta formado por un millón de nefronas, cada una de ellas capaces de formar orina, estas, no se regeneran, por lo cual cuando existe lesión o enfermedades en las cuales existe destrucción de nefronas, el daño es irreversible. Cada nefrona esta conformada por: una agrupación de capilares glomerulares, denominado GLOMÉRULO, a través del cual se filtran grandes cantidades de líquido, un túbulo largo en el que el líquido filtrado se convierte en orina. Existen diferencias entre las nefronas dependiendo de la profundidad en la que se encuentran dentro de la masa renal, existiendo: NEFRONAS CORTICALES: Glomerulos situados en la parte externa de la corteza y tienen asas de Henle cortas. NEFRONAS YUXTAMEDULARES: Glomerulos situados profundamente en la corteza renal y tiene asas de Henle largas. VASOS RECTOS: Son capilares peritubulares que irrigan a las nefronas yuxtamedulares y desempeñan un papel esencial en la formación de orina concentrada.
GLOMÉRULO Cada glomérulo esta constituido por una red de capilares glomerulares que se ramifican y anastomosan entre sí y tienen presiones hidrostáticas elevadas (60 mmHg). Estos capilares están recubiertos por células epiteliales. Cada glómerulo esta revestido en su totalidad por la cápsula de Bowman. El líquido filtrado por los capilares glomerulares pasa por el interior de la cápsula de Bowman y posteriormente por el túbulo proximal localizado en la corteza del riñón, después pasa por el asa de Henle que se localiza en la médula renal. Cada asa esta formada por una rama ascendente y descendente, debido a que la rama descendente y el extremo inferior de la rama ascendente son muy delgadas, se denominan segmento delgado del asa de Henle, después las paredes de la rama ascendente del asa se vuelve más gruesa denominándose segmento grueso de la rama ascendente, al final de esta rama existe un segmento corto que es una placa denominada mácula densa, que regula la función de las nefronas. Después de la macula el líquido atraviesa el túbulo distal , este, va seguido del tubulo colector y del túbulo colector cortical. Ocho a diez conductos colectores corticales se juntan y forman un conducto mas grande que penetramedular. en la medula y se denomina conducto colector y finalmente los conductos colectores confluyen en la pelvis renal. Cada riñón cuenta con 250 conductos colectores grandes cada uno recoge orina de aproximadamente 4000 nefronas. La barrera glomerular es selectiva para la filtración de determinadas moléculas. El diámetro molecular de la albumina plasmática es de 6 nm, y el de los poros de la membrana glomerular es de 8 nm, sin embargo la filtración de la albúmina está restringida debido a su carga negativa y a la repulsión electrostática que ejercen sobre ella las cargas negativas de los proteoglucanos de la pared capilar glomerular. Por lo tanto la razón de las diferencias de filtración está en que las cargas negativas de la membrana basal constituyen un medio para restringir la filtración de moléculas cargadas negativamente como las proteínas plasmáticas. La presión en la cápsula de Bowman es normalmente es de 18 mmHg. Así el aumento de la presión hidrostática en la cápsula de Bowman disminuye la tasa de filtración glomerular, mientras que la disminución de esa presión aumenta la tasa de filtración glomerular. CAPILARES GLOMERULARES
Tienen tres capas: endotelio capilar, membrana basal, podocitos (capa de epiteliales).Estas capas en conjunto forman la barrera filtrante. ENDOTELIO CAPILAR: Esta perforado por miles de pequeños agujeros llamados fenestras . Las células endoteliales poseen una gran cantidad de cargas negativas que impiden el paso de las proteínas plasmáticas. MEMBRANA BASAL: Consta de una red de colágeno y de fibrillas de proteoglucano con grandes espacios a través de los cuales se filtran grandes cantidades de agua y solutos. PODOCITOS: Estas células no conforman una capa continua, rodean la superficie externa de los capilares. Tienen carga negativa.
FORMACIÓN DE ORINA Las cantidades de diferentes sustancias excretadas por la orina representan la suma de tres procesos renales: FILTRACIÓN GLOMERULAR La formación de orina comienza con la filtración de grandes cantidades de líquido a través de capilares glomerulares a la cápsula de Bowman. La mayoría de las sustancias del plasma excepto las proteínas se filtran libremente. Cuando el líquido filtrado sale de la cápsula de Bowman y pasa por los túbulos, su composición se va modificando debido a la reabsorción de agua y de solutos devueltos a la sangre. La concentración del filtrado glomerular es semejante a las concentraciones del plasma. Una capacidad de filtración de 1.0 indica que esa sustancia se filtra con la misma facilidad que el agua. El filtrado glomerular pasa por los túbulos renales, atraviesa sucesivamente las distintas partes del mismo: el túbulo proximal, el asa de Henle, el túbulo distal, el túbulo colector y el conducto colector, antes de ser excretado como orina. REABSORCIÓN DE SUSTANCIAS DESDE LOS TÚBULOS RENALES A LA SANGRE La reabsorción tubular es cuantitativamente más importante que la secreción tubular dentro del proceso de formación de orina. La mayoría de las sustancias de la sangre que tienen que ser depuradas como urea, creatinina, ácido urico y uratos se reabsorben poco y por lo tanto se excretan en grandes cantidades por la orina. Sustancias extrañas y fármacos se reabsorben poco y se secretan desde la sangre a los túbulos de modo que sus tasas de excreción son elevadas. Los electrolitos se reabsorben intensamente por lo cual aparecen en pequeñas cantidades en la orina. SECRECIÓN DE SUSTANCIAS DESDE LA SANGRE AL INTERIOR DE LOS TÚBULOS RENALES Existen sustancias que son secretadas por los túbulos mediante un transporte activo secundario. Ejemplo de ello es la secreción activa de iones hidrogeno acoplada con la reabsorción de sodio en la membrana luminal del túbulo proximal. La entrada de sodio está acoplada con la expulsión de hidrogeno por la célula mediante el cotransporte de sodio-hidrogeno.
TASA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR La tasa de filtración glomerular esta determinada por: EQUILIBRIO DE LAS FUERZAS HIDROSTATICAS Y COLOIDOSMÓTICAS QUE ACTUAN A TRAVES DE LA MEMBRANA CAPILAR **
**COEFICIENTE DE FILTRACIÓN CAPILAR (PRODUCTO DE LA PERMEABILIDAD POR LA SUPERFICIE DE FILTRACIÓN DE LOS CAPILARES) *En el adulto la tasa de filtración glomerular es de 125 mL/min, lo que es igual a 180 L/día
Los factores determinantes de la tasa de filtración glomerular que son variables y están sometidos a control fisiológico son: presión hidrostática glomerular y presión coloidosmotica capilar glomerular. Estas variables están influidas por el sistema nervioso simpático, hormonas y autacoides (sustancias vasoactivas) liberadas por los riñones y que actúan localmente. FLUJO SANGUÍNEO RENAL
El flujo sanguíneo delos dos riñones es de unos 1100 mL/min o alrededor del 22% del gasto cardíaco. El flujo sanguíneo aporta a los riñones nutrientes y elimina los productos de desecho. Esta determinado por el gradiente de presión a través de la vascularización renal (diferencia entre presión hidrostática de la arteria renal y vena renal), dividido por la resistencia vascular renal total. La presión en la arteria renal es igual a la presión arterial sistémica. La mayoría de las resistencias vasculares renales residen en tres segmentos principales: ar interlobulillares, arterilas aferentes y arteriolas eferentes. La resitencia de estos vaso está controlada por el sistema nervioso simpático, hormonas y mecanismos locales internos. Los mecanismos eficaces para mantener el flujo sanguíneo renal y la tasa de filtración glomerular se conocen como autorregulación. La principal función de la autorregulación del flujo sanguíneo es mantener el aporte de oxígeno y otros nutrientes a los tejidos en cantidades normales y eliminar los productos de desecho del metabolismo a pesar de los cambios que pueda experimentar la presión arterias. Por lo cual e principal objetivo de la autorregulación en los riñones es mantener una tasa de filtración glomerular relativametne constante y permitir el control exacto de la excreción de agua y de solutos por el riñón.
•
•
•
•
•
•
La arteriola aferente y eferente están inervadas por fibras nerviosas simpáticas. Por lo tanto la activación energica de los nervios simpaticos renales puede producir constricción de las arteriolas renales y disminuir el flujo sanguíneo renal y la tasa de filtración glomerular. La noradrenalina y adrenalina liberadas por la médula suprarrenal así como la endotelina producen constricción de los vasos sanguíneos renales y disminuyen la tasa de filtración glomerular. La endotelina es un péptido que puede librearse por las células del endotelio vascular lesionado de los riónes o de otros tejidos. Puede favorecer la hemostasia. Angiotensina: Es producida por los riñones, tiene un potente efecto v asoconstricción. Oxido nítrico: Es liberado por el endotelio vascular y tiene la función de disminuir la resistencia vascular renal. Evita la vasoconstricción renal excesiva y favorece la excreción de cantidades normales de sodio y agua. Prostaglandinas y bradicinina: Aumentan la tasa de filtración glomerular ya que producen vasodilatación y aumento del flujo sanguíneo renal.
REABSORCIÓN Y SECRECIÓN EN LA NEFRONA REABSORCIÓN TUBULAR PROXIMAL En el túbulo proximal se reabsorbe el 65% de la carga de sodio y agua filtradas y un porcentaje menor de cloruro de sodio. Estos porcentajes pueden elevarse o descender en distintas condiciones fisiológicas. La capacidad para la reabsorción se debe a las células epiteliales en él, tienen una actividad metabolica intensa y un gran número de mitocondrias , además de que tienen un extenso borde en cepillo en el lado de la luz de la membrana, asi como un amplio laberinto de conductos intracelulares y basales lo cual proporciona una extensa area superficial a la membrana luminal y basolateral que permite el transporte rápido de iones sodio y otras sustancias. El túbulo proximal es también un sitio importante para la secreción de ácidos y bases orgánicas, como sales biliares, oxalato, urato y catecolaminas, muchas de ellas productos finales del metabolismo. Los productos tóxicos potentes y muchos fármacos son secretados por los riñones directamente a través de las células tubulares al interior de los túbulos para ser depurados rápidamente de la sangre. Algunos de los fármacos rápidamente depurados en el túbulo proximal son la penicilina y salicilatos, así como el ácido paraaminohipúrico , este último se secreta muy rápidamente, por lo que se puede utilizar para estimar el flujo plasmático renal. ASA DE HENLE Formada por tres porciones: porción descendente delgada, ascendente delgada y ascendente gruesa. La parte descendente delgada es muy permeable al aguay moderadamente permeable a la mayoría de los solutos incluidos la urea y el sodio. Su función principal es la de permitir la difusión simple de sustancias a través de sus paredes. El 20% del agua filtrada se reabsorbe en el asa de Henle. La rama ascendente delgada y gruesa es impermeable al agua. La porción gruesa del asa de Henle es capaz de reabsorber activamente sodio, cloruro y potasio.
TÚBULO DISTAL La porción gruesa de la rama ascendente del asa de Henle desemboca en el túbulo distal. El extremo inicial del túbulo distal forma parte del complejo yuxtaglomerular que proporciona una regulación por retroacción de la tasa de filtración glomerular y del flujo sanguíneo en la nefrona. La última porción del túbulo distal y del túbulo colector cortical están formadas por células que reabsorben sodio y agua de la luz y secretan iones hidrógeno al interior de la luz tubular. También reabsorben sodio y secretan potasio. Y secretan iones hidrógeno y reabsorben iones bicarbonato y potasio. CONDUCTO COLECTOR MEDULAR Reabsorben menos del 10% de agua y del sodio filtrados y constituyen el último sitio para la elaboración de orina. Es capaz de secretar iones hidrógeno contra un elevado gradiente de concentración, por lo cual tiene un papel esencial en la regulación del equilibrio acidobásico. REGULACIÓN DE LA REABSORCIÓN TUBULAR Existen muchos mecanismos nerviosos, hormonales y locales que regulan la reabsorción tubular. Uno de los mecanismos más elementales de control es la capacidad íntrinseca de los túbulos de aumentar la reabsorción en respuesta a la carga tubular excesiva, fenómeno que se conoce como equilibrio glomerulotubular. Los dos factores determinantes de la reabsorción en los capilares peritubulares que están directamente influidos por los cambios hemodinámicos renales son la presión hidrostática y la presión colidosmótica de los capilares peritubulares. La presión hidrostática esta influida por la presión arterial y las resistencias de las arteriolas aferente y eferente. La presión coloidosmotica de los capilares peritubulares está determinada por: la presión coloidosmotica del plasma en la circulación general, la fracción de filtración. NATRIURESIS POR PRESIÓN Los aumentos, de la presión arterial producen elevaciones considerables de la excreción urinaria de sodio y agua, a lo que se conoce como natriuresis por presión y diuresis por presión. CONTROL HORMONAL DE LA REABSORCIÓN TUBULAR La aldosterona aumenta la reabsorción de sodio y la secreción de potasio. La aldosterona secretada por las células de la zona glomerular de la corteza suprarrenal , es un importante factor regulador de la reabsorción de sodio y la secreción de potasio por los túbulos renales. El lugar fundamental de acción de la aldosterona son las células principales de los túbulos colectores corticales. La angiotensina II aumenta la reabsorción de sodio y agua. La mayor formación de angiotensina II ayuda a la normalización de la presión arterial y del volumen de los líquidos extracelularea a través de un aumento de la reabsorción de sodio y agua por los túbulos renales.
La hormona antidiuretica aumenta la permeabilidad al agua del túbulo distal, el túbulo colector y los epitelios del conducto colector. Este efecto ayuda al cuerpo a conservar circunstancias como la deshidratación. El péptido auricular natriurético disminuye la reabsorción de sodio y agua. Las concentraciones elevadas de este péptido inhiben la reabsorción de agua y sodio por lo túbulos renales, sobre
todo en los conductos colectores. Esta menor reabsorción de sodio y agua aumenta la excreción de orina y eso ayuda a que se normalice el volumen sanguíneo. La hormona paratiroidea aumenta la reabsorción de calcio. Su principal acción en los riñones es aumentar la reabsorción tubular de calcio, sobretodo en los túbulos distales y en el asa de Henle. CONTROL DEL SISTEMA NERVIOSO SIMPÁTICO La activación del sistema nervioso simpático puede disminuir la excreción de sodio y agua al producir constricción de las arteriolas renales con lo cual disminuye la tasa de filtración glomerular. Los impulsos simpáticos aumentan la reabsorción de sodio en el túbulo proximal y en la porción gruesa de la rama ascendente del asa de Henle. Y también aumenta la liberación de renina y la formación de angiotensina II.
