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IV) SISTEMA RENAL
El sistema renal o urinario es el principal sistema de excreción de agua, sales minerales, productos metabólicos y sustancias químicas extrañas que han ingresado al organismo. Al excretar agua y diversos solutos el sistema renal se convierte en un sistema clave en la regulación del equilibrio hidrosalino de nuestro cuerpo.
Está formado por el aparato renal (2 riñones, 2 uréteres, 1 vejiga y 1 uretra) y estructuras neuroendocrinas.
Dentro del riñón, es importante la correcta circulación para que la sangre pueda llegar hasta las nefronas, por esto, sigue el recorrido que se expone a continuación:
Art. Renal Art. Segmentaria Art. Intetlobular Art. Arcuota Art. Interlobulillar Arteriola aferente capilares Art. Deferente.
Las vías urinarias son los conductos que transportan la orina para su excreción (son conductos excretorios). Están constituidas por:
- (^) Uréter = conducto muscular que conecta el riñón con la vejiga. Mediante movimientos peristálticos impulsa la orina desde la pelvis renal hacia la vejiga.
- Vejiga = es un órgano muscular elástico en el cual se almacena la orina hasta el momento de su expulsión. Tiene la capacidad de retener un gran volumen de orina (300mL). Está regulada por los esfínteres, uno de ellos impide la salid de orina hasta que la vejiga esté llena y el otro permite que la orina descienda por la uretra para ser eliminada.
- Uretra = es un conducto que permite la micción o evacuación de la orina desde la vejiga hacia el exterior del cuerpo. La uretra femenina tiene una longitud menor que la masculina y desemboca en la vulva. La uretra masculina cruza la próstata y el pene y luego desemboca en el exterior.
Los riñones se encargan de formar la orina (que elimina la mayor parte del agua y de los productos de desecho) y la uretra es el órgano que excreta la orina.
Un corte frontal nos permite observar la corteza renal (área superficial) y la medula renal (área profunda) la cual está compuesta de pirámides renales en cuyos vértices nos encontramos con la papila renal.
CORTEZA RENAL + MEDULA RENAL = PARÉNQUIMA
En el PARÉNQUIMA es donde se encuentran las nefronas , las cuales el líquido que filtran lo drenan en los conductos papilares que desembocan en los cálices menores y mayores y a partir de los cálices mayores la orina drena en la pelvis renal , y de esta a través del uréter hacia la vejiga.
Funcione del sistema urinario o renal:
- Colabora para mantener la homeostasia del organismo (dado que a través de la orina se va a renovar la sangre, ya que la sangre se recoge todo lo que se necesita para la supervivencia celular y se elimina de ella todo lo que sobra. Si eso no se retirara la sangre perdería su homeostasia y perdería sus valores fisiológicos. Así la orina es uno de los mejores mecanismos para eliminar sustancia innecesaria).
- Eliminación de productos de desecho como la urea y la creatinina (la orina, de esto se encargan los conductos excretorios como son los cálices renales, los uréteres, la vejiga y la uretra)
- Regulación de la composición iónica del plasma, es decir, que tengas los iones en la cantidad oportuna
- Regulación del volumen del agua corporal (regulación de las sustancias que están disueltas y cuantitativamente el volumen de los líquidos corporales)
- Participa a largo plazo en la regulación de la presión arterial
- Participación en el metabolismo (glucogénesis)
- Regulación del pH sanguíneo
- Regulación hormonal
- Regulación de la producción de la vitamina D
LAS NEFRONAS
El riñón está formado por millones de nefronas (unidad estructural y funcional del riñón) dentro del cual se lleva a cabo la formación de la orina.
La función básica del nefrón consiste en depurar el plasma sanguíneo, eliminando sustancias que no son utilizables por el organismo y cuya acumulación podría resultar tóxica (urea, creatinina, fenoles, fármacos, etc) => forma orina a partir de la sangre.
La parte funcional del riñón está constituida por la parénquima renal. Es la zona comprendida entre la corteza y la médula y en ellos se encuentran las nefronas; la unidad funcional del riñón. Consta de: a) Corpúsculo renal : en la que se encuentra el glomérulo y la cápsula de Bowman. b) Túbulo renal : Aquí diferenciamos entre el túbulo contorneado proximal, asa de Henle, túbulo contorneado distal y el túbulo colector- zona común para varias nefronas
Es una serie de tubos que van cambiando en su estructura, debido a que cambian de función. Cada una está formada por un inicio, el glomérulo , que es la conjunción de un tubo que constituye alrededor la cápsula de Bowman , y en su interior tiene los capilares glomerulares (vienen de una arterial determinada). Esa cápsula continúa con un tubo, que van a verter en otro más grueso.
El tubo que surge de lo que sale de la cápsula de Bowman es el túbulo proximal , lo siguiente es una estructura que se organiza en U o como una horquilla; esta porción que desciende, es la asa de Henle, tiene una porción más gruesa y otra más fina. La siguiente porción de la nefrona, que continúa después de la asa de Henle, es la el túbulo distal, es la última porción de la nefrona, que queda cercana al glomérulo. Lo que tiene en su interior, que es la orina, lo va a verter al túbulo colector. Hay un túbulo colector de varias nefronas no de una sola(de una sola no existe).
Debemos recordar que el diámetro de la arteriola aferente es mayor al de la eferente, ya que ésta última lleva menos agua que se ha perdido durante el proceso de filtración en la nefrona.
Hay dos tipos de nefronas:
- Nefronas yuxtamedulares = son largas porque tienen el asa de Henle largo lo cual hace posible que en los animales que tienen nefronas largas tengan capacidad para concentrar la orina en el caso de que se necesite.
- Nefronas corticales = son cortas. El glomérulo, túbulo distal, el túbulo proximal y casi todo el asa de Henle se encuentra en la corteza y esas son las nefronas cortas.
Los individuos que tienen la mayor parte de sus nefronas corticales no tienen la capacidad de concentrar la orina con la misma concentración.
VASCULARIZACIÓN DE LA NEFRONA
Los capilares glomerulares que se organizan formando una estructura en forma de ovillo, van a surgir de una arteriola, que viene de la arteria renal.
El vaso que surge desde el glomérulo, en el 99% de los casos sería la parte venosa; si pasa a la parte venosa significa que la sangre tiene distintas características y por tanto, la irrigación que tendría el resto del túbulo renal no serviría para nada.
El glomérulo se encuentra entre una arteriola que llega y otra que sale: La que llega al al glomérulo: arteriola aferente. La que sale del glomérulo: arteriola eferente.
De la arteriola eferente puede surgir una nueva red capilar, que envuelve a todo el túbulo renal. Los capilares que envuelven al túbulo renal se llaman capilares peritubulares. Estos capilares se organizan en venas al salir del riñón, a través de la vena renal.
Debemos recordar que el diámetro de la arteriola aferente es mayor al de la eferente, ya que ésta última lleva menos agua que se ha perdido durante el proceso de filtración en la nefrona.
Hay 2 lechos capilares, uno después de otro: lecho capilar glomerular y el peritubular. Lo que les comunica es la neurona eferente.
Suele ocurrir, que cuando las asas de Henle son largas, el capilar va a viajar en paralelo con el asa que llega, de forma que el asa de Henle que progresa, es acompañado de otro capilar que profundiza en la médula tanto como profundiza el asa de Henle. El asa de Henle desciende y asciende respecto a la médula, y esos capilares eritublares que acompañan al asa de Henle reciben el nombre de vasos rectos.
PROCESOS RENALES BÁSICOS EN LA NEFRONA
- FILTRACIÓN GLOMERULAR: capilares glomerulares cápsula de Bowman
Es el primer paso en la producción de orina. Es el paso de agua y solutos de pequeño tamaño desde el glomérulo hasta el espacio capsular, no permitiendo la filtración de proteínas, células sanguíneas y plaquetas.
El promedio de volumen diario filtrado es diferente en hombres y mujeres: unos 150 litros de agua en varones y unos 120 litros en mujeres, siendo 125 ml/min en hombres y 105 ml/min en mujeres. De este total, prácticamente el 99% retornará al torrente sanguíneo, y sólo uno o dos litros serán finalmente desechados por la orina.
La presión neta de filtración (PNF), que permite el filtrado de una cantidad neta de agua, depende de tres factores:
se excreta por completo.
Ahora, iremos paso a paso explicando secreción y reabsorción en todas las partes del túbulo renal.
Reabsorción y secreción en el túbulo contorneado proximal: Aquí se produce la reabsorción de la mayor parte del total filtrado, agua, Na+, K+, glucosa, aminoácidos, Cl-, HCO3-, una pequeña cantidad de urea que ayuda a mantener la osmolaridad a nivel de la médula renal, Ca2+ y Mg2+ unos 80ml/min. Casi todos los procesos involucran al sodio, cuyo transporte se produce por los mecanismos co-transportadores e ntercambiadores en dicho túbulo.
Sin embargo, no se reabsorben ni H+, NH4+, ni creatinina. La urea restante también se secreta.
Reabsorción en el asa de Henle: Dado que el 65% del líquido ya ha sido reabsorbido, queda un flujo que oscila entre los 40-45 ml /min. Ya no queda ni glucosa ni aminoácidos de pequeño tamaño para reabsorber. Por tanto, aquí sereabsorbe el 25 % de iones restantes como el Na+, K+, Ca2+. Cerca del 15% de HCO3, el 35% de Cl- y el 15 % de agua restante. Finalmente, se secreta urea.
Reabsorción en el túbulo contorneado distal. El flujo en esta zona es de 25ml/min ya que la cantidad ha disminuido mucho. Aquí se continúa la reabsorción de Na+ y Cl-. La hormona paratiroidea (PTH) estimula la absorción de losiones restantes de Ca2+. Se produce la reabsorción del 10 al 15% del agua filtrada.
Nos queda aproximadamente un 9% de agua, un equivalente a unos 20 litros que pasan al túbulo colector. Aquí, las células principales –sensibles a la aldosterona y la vasopresina- reabsorben Na y secretan Cl-. Y Por otro lado, las células intercalares reabsorben el K+ y HCO3- y secretan protones para la regulación del pH.
La presión puede ser de dos orígenes: a) del agua (presión hidrostática) o b) de las proteínas (presión oncótica). La presión hidrostática en el capilar glomerular es de 60 mmHg, mientras que en la cápsula de Bowman es de 15 mmHg. La presión oncótica en los capilares glomerulares de 21 mmHg y en la cápsula de Bowman es de cero (Gráfico 6).
El FSR está determinado por el gradiente de presión a través de los vasos renales.
El volumen de plasma que se filtra por unidad de tiempo desde los capilares glomerulares a la cápsula de Bowman se conoce como tasa se filtración glomerular ( TFG ). La TFG no solo depende de la presión de filtración efectiva (PFE) sino que también depende de la permeabilidad de las membranas glomerulares al agua (permeabilidad hidráulica) y del área de superficie filtrante.
TFG = Permeabilidad hidráulica x área de superficie x PEF
Las fuerzas que favorecen la filtración son: la presión hidrostática dentro del capilar glomerular (Pcg) y el presión oncótica en la cápsula de Bowman.
Las fuerzas que se oponen a la filtración son: la presión hidrostática en la cápsula de Bowman (Pcg) y la presión oncótica en el capilar glomerular.
Importancia de la autorregulación del FSR y de la TFG:
- Evita que las fluctuaciones de la presión arterial, produzcan cambios en el FSR y TFG, que podrían dar lugar a una importante pérdida de agua y electrolitos.
- Es un mecanismo intrínseco del riñón, consecuencia de dos mecanismos:
- Mecanismo miogénico intrínseco
- Mecanismo de retroalimentación tubulo-glomerular, que acopla los cambios de la concentración de ClNa en la mácula densa con el control de la resistencia arteriolar. Relevancia del Sistema Renina-Angiotensina.
La barrera de filtración (células endoteliales, lámina basa, podocitos) impiden la salida de las células sanguíneas y de las macromoléculas, por lo tanto el ultrafiltrado es similar al del plasma.
La porción descendente del asa de Henle es muy permeable al agua, en cambio la porción ascendente no es permeable al agua ni a la urea.
La parte gruesa del asa de Henle forma parte del aparato yuxtaglomerular.
Durante la actividad física prolongada e intensa, se pierden líquidos por el sudor y por la respiración. La cantidad de sangre (volemia) en el sistema sanguíneo debe mantenerse constante para de esta manera poder controlar las presiones hidrostáticas de filtrado. Esto se puede lograr de dos maneras:
■ la ingesta de líquidos motiva por la sed el es un síntoma de alarma de deshidratación
■ por la disminución de la diuresis, es decir, por disminución de la excreción de orina
Durante el ejercicio fuerte y prolongado disminuye la excreción urinaria de algunos electrolitos. Así, el Na+ y el Cl – son reabsorbidos con la consiguiente disminución de la excreción. Los posibles mecanismos que explican este fenómeno son:
- La disminución de la tasa de filtración glomerular
- El aumento de la actividad simpática renal con su mecanismo directo de estimulación para la reabsorción de Na+
- La acción del sistema renina-angiotensina
Flujo sanguíneo renal:
El flujo sanguíneo renal (FSR) es la cantidad de sangre total que atraviesa la arteria renal por unidad de tiempo (120ml/min).
El flujo plasmático renal (FPR) es la cantidad de plasma total que atraviesa la arteria renal por unidad de tiempo (650ml/min).
El FSR está determinado por el gradiente de presión a través de los vasos renales (presión arterial renal – presión vena renal/ resistencia vascular renal total).
En condiciones normales, la fracción del gasto cardiaco (volumen sistólico x frecuencia cardiaca) que va al riñón es del 20% (gasto renal). Durante actividades físicas de moderada intensidad, el gasto renal se disminuye hasta en un 30%; en actividades muy intensas, se disminuye hasta en un 65%. Esta disminución es transitoria, retornando a niveles normales luego de 30 a 60 minutos luego de terminada la actividad. La tasa de filtración glomerular también disminuye pero no tan marcadamente. La disminución del gasto renal y del flujo sanguíneo renal se debe fundamentalmente al aumento de la actividad de sistema simpático (incremento de adrenalina y noradrenalina), al aumento de la secreción de renina, de angiontensina II y de hormona antidiurética.
Importancia de la autorregulación del FSR y de la TFG:
- Evita que las fluctuaciones de la presión arterial, produzcan cambios en el FSR y TFG, que podrían dar lugar a una importante pérdida de agua y electrolitos.
- Es un mecanismo intrínseco del riñón, consecuencia de dos mecanismos: - Mecanismo miogénico intrínseco - Mecanismo de retroalimentación tubulo-glomerular, que acopla los cambios de la concentración de ClNa en la mácula densa con el control de la resistencia arteriolar. Relevancia del Sistema Renina-Angiotensina.
Filtración glomerular:
Durante actividades físicas intensas, auque el flujo sanguíneo renal está disminuido, la filtración glomerular es afectada en menos proporción. El sistema simpático y la reninaangiotensina ocasionan vasoconstricción de la arteriola eferente lo que incrementa la presión de filtrado en el glomérulo, llevando por consiguiente a un incremento de la tasa de filtración glomerular. La presión hidrostática se incrementa a tal punto que facilita el paso por la membrana glomerular de partículas que
Aclaramiento renal:
- El aclaramiento renal de una sustancia X (Cx) es el volumen de plasma que queda libre de esa sustancia por unidad de tiempo.
- El aclaramiento es un índice de la capacidad de los riñones de excretar una sustancia.
Concentración de X orina (Ox) = mg X / 1 ml orina
- Si una sustancia se filtra libremente en el glomérulo, y no se reabsorbe ni se secreta en los túbulos renales, la velocidad de su excreción en orina será igual a la filtración de la sustancia.
- El aclaramiento de Inulina se utiliza para calcular la TFG = 125 ml/min • Características de la Inulina (oligosacárido de fructosa):
- filtración libre y total
- sin acciones metabólicas o biológicas
- no tóxica
- medición precisa en plasma y orina
TFG = Vo x [In]o/ [In]p
Medida de la tasa de filtración glomerular:
- Se valora mediante el aclaramiento de la Creatinina
- La creatinina (Cre) se produce a partir de la degradación de la Creatinina. Es un producto de desecho del metabolismo de los músculos que se produce en el organismo a una tasa muy constante (dependiendo de la masa de los músculos) y que normalmente se filtra en los riñones y se excreta en la orina.
- Aproximadamente un 10% de la orina excretada procede de su secrecoón tubular
Medida del flujo plasmático renal:
- Si una sustancia se aclara por completo del plasma, la velocidad de aclaramiento será igual al FPR total. Es decir, la cantidad de sustancia que llega a los riñones en el plasma equivaldrá a la cantidad excretada en orina.
- El FPR se valora mediante el aclaramiento de ácido para-amino-hipúrico
- Su valor es de 650mlmin
Presión efectiva de filtración (PEF):
La presión efectiva de filtración corresponde a la suma algebraica de las fuerzas que favorecen la filtración del plasma y de las que se oponen a este proceso.
Fuerzas que favorezcan la filtración:
- PCG = presión hidrostática dentro del capilar glomerular.
