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El aparato urinario está compuesto por los dos riñones, los dos uréteres, la vejiga y la uretra.
Al igual que los pulmones y el hígado, los riñones recuperan componentes esenciales y eliminan los desechos. Conservan agua, electrolitos esenciales y metabolitos y eliminan del organismo ciertos productos de desecho del metabolismo. Los riñones desempeñan un papel importante en la regulación y el mantenimiento de la composición y el volumen del líquido extracelular. También son indispensables para mantener el equilibrio acido-base porque excretan H+ cuando los líquidos corporales se tornan demasiado alcalinos.
La orina definitivamente contiene agua y electrolitos así como productos de desecho como urea, acido úrico y creatinina y productos de la degradación de diversas sustancias.
Nos queda claro que para un buen funcionamiento y rendimiento optimo de nuestro organismo, las funciones del sistema renal son vitales. El objetivo de este blog es el de recopilar toda la información necesaria para conocer, entender este sistema y el de adentrarlos a ustedes, lectores, en el mundo del sistema renal.

Contenido:

BIOFÍSICA FUNCIONAL DEL SISTEMA RENAL
• Metabolismo del agua
• Volumen de agua corporal (volumen y composición de los diferentes compartimientos acuosos del organismo)
• Generalidades de mecanismos de ingreso y eliminación
• Estructura del sistema urinario
• Anatomia renal
• La nefrona como unidad funcional
• Funciones y estructura de los distintos componentes de la nefrona: glomérulo, capsula de Bowman, túbulos proximal y distal, asa de Henle
• Aparato yuxtaglomeral
• Células mesangiales
• El túbulo colector
• Circulación renal
• Vías urinarias
•Flujo sanguíneo renal
• Características generales
• Determinación: principio de Fick aclaramiento plasmático
• Mecanismos de regulación: autorregulación, regulación nerviosa y humoral
• Filtración glomerular
• Elementos que determinan la barrera de filtración
• Presiones que intervienen en la filtración
• Balance de fluidos en le glomérulo
• Aclaramiento plasmático
• Composición de ultrafiltrado
• Reabsorción tubular
• Principios de la reabsorción
• Mecanismos simples y mediados del transporte paracelular y transcelular
• Mecanismos de la reabsorción de la glucosa
• Secreción tubular
• Principios de la secreción tubular
• Mecanismos del transporte paracelular y transcelular (simples y facilitados). Secrecion y reabsorción tubular del potasio
• Mecanismos de la secreción del potasio en el túbulo discal
• Acción de la aldosterona
• Reabsorción de agua, sodio y cloruro a distintos niveles de los túbulos renales
• Mecanismo general de los péptidos natriuréticos
• Asa de Henle (mecanismo de intercambio en contracorriente renal)
• Concentración y dilución de la orina y su relación con la osmolaridad
• Regulación del volumen y la osmolaridad del liquido extracelular
• Receptores de osmolaridad y de volumen
• Hormonas antidiurética y natriurética
• Sistema renina-angiotensina-aldosterona (donde se producen y mecanismos de acción)
• Equilibrio ácido-base.
•Sistemas amortiguadores del organismo
• Regulación renal del equilibrio ácido-base
• Bombas de protones
• Intercambio del protón intracelular por el sodio en la luz tubular. Participación de la producción tubular de ácido carbónico en la regulación renal de pH
•Participación de los sistemas amortiguadores urinarios de fosfato y amonio. Secreción y regulación de la liberación de protones.
• pH urinario
• Alteraciones del equilibrio ácido-base
• Desequilibrios de origen respiratorio (mecanismos de compensación)
• Desequilibrios de origen metabólico y renal (mecanismos de compensación). Indicadores de los distintos desequilibrios ácido-base.

Bibliografia

Juego Renal

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Metabólismo del agua

El agua es la sustancia que más abundante y de mayor importancia en todos los organismos vivos, representando entre un 50 y 60% del peso corporal del adulto. Es el medio donde se llevan a cabo los procesos del organismo. La eliminación de un 10% del agua corporal puede alterar gravemente el medio interno y la del 20% casi siempre resulta mortal.

Funciones del agua

Forma parte básica de la composición de la sangre y la linfa
Disolvente
Participa en el ingreso y expulsión de sustancias
Termorreguladora
Medio de transporte
Mantiene :
Volemia

Presión arterial
Función renal
Concentración normal de electrolitos

Volumen del agua corporal

Composición de los líquidos corporales y su distribución en el organismo

El agua total del organismo constituye alrededor de 60 a 70 % del peso corporal y se encuentra distribuida en dos grandes compartimientos: el intracelular y el extracelular.

Dos tercios del liquido corporal es el liquido intercelular (LIC) o citosol, el liquido dentro de las células y el otro tercio, llamado líquido extracelular (LEC), se encuentra fuera de las células e incluye el resto de los líquidos corporales. Cerca del 80% del LEC es líquido intersticial, el cual ocupa los espacios entre las células de los tejidos y el otro 20% de LEC es plasma, la porción liquida de la sangre. Otros líquidos que se agrupan junto con el liquido intersticial son la linfa, en los vasos linfáticos; el liquido cefalorraquídeo, en el sistema nervioso; el liquido sinovial, en las articulaciones; el humor acuoso y el cuerpo vítreo, en los ojos; la endolinfa y perilinfa, en los oídos; y los líquidos pleural, pericardico y peritoneal, entre las membranas serosas.

Los dos compartimientos son separados por dos barreras:

1. La membrana plasmática de cada célula individual separa el líquido intracelular del líquido intersticial circundante, es una barrera de permeabilidad selectiva.

2. Las paredes de los vasos sanguíneos separan el liquido intersticial del plasma, sólo en los capilares las paredes son los suficientemente fina y permeable para permitir el intercambio de agua y solutos entre el plasma y el liquido intersticial.

El organismo se encuentra en equilibrio hidroelectrolÍtico cuando las cantidades requeridas de agua y solitos están presentes y correctamente distribuidos en los distintos compartimientos. El proceso de filtración, reabsorción, distribución y osmosis permiten el continuo intercambio de agua y solutos entre los compartimientos líquidos del organismo, sin embargo el volumen de líquido en cada compartimiento permanece notablemente estable.

Ya que la osmosis es el principal mecanismo de movimiento de agua entre el LIC y el líquido intersticial, la concentración de solutos en los líquidos determina entonces la dirección del movimiento del agua. La mayoría de los solutos de los líquidos corporales son electrolitos, compuestos inorgánicos que se disocian en iones, de esta forma el equilibrio de los líquidos esta muy relacionado con el equilibrio de los electrolitos. Dado que la ingesta de agua y electrolitos rara vez tienen exactamente las mismas proporciones que sus concentraciones en los líquidos corporales, la capacidad de los riñones para excretan el exceso de agua y electrolitos en la orina, es extremadamente importante para el mantenimiento de la homeostasis.

Mecanismos de ingreso y eliminación del agua

El ingreso de agua

El organismo puede ganar agua a través de su ingesta y de la síntesis metabólica. La principal fuente de agua son los líquidos ingeridos (alrededor de 1,600 ml) y alimentos húmedos (alrededor de 700 ml) absorbidos en el tracto gastrointestinal, alcanzando un total de 2, 300 ml/día. La otra fuente de agua es el agua metabólica, producida en el organismos principalmente cuando el oxigeno acepta electrones durante la respiración celular aeróbica, esta aporta 200 ml/día de agua. De este modo, la ganancia de agua que proviene de estas dos fuentes suma alrededor de 2,500 ml/día.
Normalmente, el volumen de los líquidos corporales permanece constante por que la pérdida de agua es igual a su ingreso.

La eliminación de agua

Esta eliminación se produce de cuatro maneras:

1. Los riñones excretan alrededor de 1,500 ml/día.
2. La piel evapora alrededor de 600 ml/día.
• 400 ml por transpiración insensible.
• 200 ml como sudor.
3. Los pulmones exhalan cerca de 300 ml/día de vapor de agua.
4. El tubo digestivo elimina alrededor de 100 ml/día en las heces.
Cabe mencionar que en las mujeres en edad reproductiva, el flujo menstrual representa también una pérdida adicional de agua.

En promedio, la perdida diaria de agua es alrededor de 2,500 ml. La cantidad de agua perdida por estas vías puede variar considerablemente dependiendo el caso.

Anatomia Renal

El sistema renal está compuesto por varios elementos anatómicos. Nombrándolos  en sentido superior-inferior están: los 2 riñones, los 2 uréteres, la vejiga y la uretra. El componente más importante del sistema renal, que será en el que nos enfocaremos, es el riñón.

Los riñones se encuentran fuera de la cavidad peritoneal en contacto estrecho con la pared abdominal posterior, uno a cada lado de la columna vertebral. El riñón derecho está en una posición poco inferior al riñón izquierdo, para el alojamiento adecuado del hígado. Los riñones son de color rojo/marrón y miden aproximadamente 10cm de largo, 5 cm de ancho y 2.5cm de grosor. Cada uno de ellos tiene forma de frijol, con una superficie convexa externa y una superficie cóncava interna. 

A la superficie cóncava interna del riñón se le conoce como hilio. El hilio se orienta en sentido medial. Por cada hilio penetran una arteria renal, una vena renal, nervios y la porción ensanchada del uréter que se llama pelvis renal, y que en continuidad con este se encarga de transportar la orina desde el riñón hacia la vejiga. Los uréteres, que llevan la orina a la vejiga, son tubos largos que miden de 25–30 cm de largo y están revestidos de musculo liso. El tejido muscular ayuda a impulsar la orina hacia abajo (por peristalsis). Los uréteres entran a la vejiga en un ángulo para así evitar que la orina fluya en la dirección opuesta y regrese al riñón. La pelvis de cada uréter la forman cálices mayores, que a su vez están constituidos por cálices menores.

Los cálices son estructuras en forma de copa o embudo que se ajustan a cada una de las porciones de tejido renal ahuecado. Lo hacen de forma cónica subyacente que se conjunto se denominan pirámides. La punta de cada pirámide se llama papila y se proyecta hacia el cáliz menor. Los cálices actúan como recipientes colectores de orina formada por el tejido renal en las pirámides. Estas últimas se distribuyen de manera radial alrededor del hilio con las papilas apuntando hacia este y las bases anchas de las pirámides mirando hacia las partes externa, superior y del fondo del órgano. Las pirámides constituyen la medula renal. Por encima de la medula se encuentra una corteza y la cubierta de tejido cortical sobre la superficie exterior del riñón es una capsula delgada de tejido conectivo.

La masa tisular funcional tanto de la corteza como de la medula está formada sobre todo por túbulos (nefronas y túbulos colectores) y vasos sanguíneos (capilares y vasos de tipo capilar). Los túbulos y los vasos sanguíneos se encuentran entrelazados o en agrupamientos  paralelos y en cualquiera de los casos siempre están muy cercanos entre sí. Entre los túbulos y los vasos sanguíneos se halla un intersticio, que comprende menos del 10% del volumen renal. El intersticio contiene células intersticiales diseminadas (fibroblastos, etc.) que sintetizan una matriz extracelular de colágena, proteoglicanos y glicoproteínas. Las columnas de Bertini son porciones de la corteza introducida en zona medular, entre las pirámides en su parte lateral.

La corteza y la medula tienen propiedades estructurales y funcionales muy distintas. Cuando se observan más de cerca se encuentra: 1) que la corteza tiene un aspecto muy granuloso, no perceptible en la medula, 2) que cada pirámide medular (llamadas pirámides de Malpighi) puede dividirse en una zona externa (adyacente a la corteza) y una zona interna que incluye la papila (el vértice de la pirámide). Todas estas distinciones reflejan la distribución de los diversos túbulos y vasos sanguíneos. 

En resumen, la porción externa (corteza) contiene todos los glomérulos. Los conductos colectores forman una gran porción del interior del rinon (medula), lo que le confiere un aspecto listado o en bandas en formas de pirámides, que drenan en la pelvis renal. La papila es la porción interna de la medula.

Este es el link a un video muy informativo del sistema renal. 

http://www.britannica.com/EBchecked/topic-video/317358/84784/Learn-about-the-functions-of-the-kidneys-and-how-important%20(video)

http://www.britannica.com/EBchecked/topic-video/317358/84784/Learn-about-the-functions-of-the-kidneys-and-how-important (video)

La nefrona como unidad funcional

La unidad funcional y estructural de los riñones es la nefrona.

Cada riñón contiene alrededor de dos millones de nefronas. Estas son la unidad funcional y estructural de los riñones. La nefrona tiene varios componentes importantes y estos se agrupan en dos secciones: el corpúsculo y el sistema de túbulos. El corpúsculo renal es el componente filtrador esférico y está conformado por el glomérulo y por la capsula de Bowman que lo rodea. El espacio entre en glomérulo y la capsula se llama el espacio de Bowman. El sistema de túbulos, comenzando con el proximal al corpúsculo son: el túbulo contorneado proximal, el asa de Henle, y el túbulo contorneado distal.

Hay tres tipos de nefrona, que se clasifican según la localización de su corpúsculo: subcapsular o cortical, la mediocortical, y la yuxtamedular. La subcapsular tiene su corpúsculo en la parte externa de la corteza y su asa de Henle es corta, llegando solo a la pared externa de la medula renal. La mediocortical tiene su glomérulo en la porción media de la corteza, en sitios profundos en relación a las corticales pero por arriba de las yuxtamedulares. La yuxtamedular tiene su corpúsculo cerca de la base de la pirámide medular y su asa de Henle es larga.

La función central de la nefronas es regular la concentración de agua y sustancias soluble como el sodio por medio de la filtración de la sangre, reabsorción de lo que se necesite, y excretando el resto en forma de orina. Una nefrona elimina los desperdicios del cuerpo, regula el volumen y presión sanguínea, controla los niveles de electrolitos y metabolitos, y regula el pH sanguíneo. Sus funciones son vitales a la vida y son reguladas por el sistema endocrino por las hormonas como la hormona antidiurética, aldosterona y hormona paratiroidea.

Como ya se mencionó, el corpúsculo renal constituye el comienzo de la nefrona. Está compuesto por un glomérulo, que es una red capilar formada por 10-20 asas capilares, rodeada por una capsula renal o capsula de Bowman. La capsula de Bowman es la porción inicial de la nefrona donde la sangre que fluye a través de los capilares glomerulares se filtra para producir el ultrafiltrado glomerular. Los capilares glomerulares reciben la sangre desde una arteria aferente y la envía a una arteriola eferente que luego se ramifica para formar una red capilar nueva que irriga los túbulos renales. El sitio donde la arteriola aferente entra y la arteriola eferente sale a través de la hoja parietal de la capsula de Bowman recibe el nombre de polo vascular. En el lado opuesto del corpúsculo renal esta el polo urinario, donde comienza el túbulo contorneado proximal.

Las demás partes de la nefrona (las partes tubulares) que siguen desde la capsula de Bowman son:

• · Segmento grueso proximal: compuesto por el túbulo contorneado proximal y el túbulo recto proximal.

• · Segmento delgado: que forma la parte delgada del asa de Henle.

• · Segmento grueso distal: compuesto por el túbulo recto distal y el túbulo contorneado distal.

El túbulo contorneado distal se comunica con el túbulo colector, con frecuencia a través de un túbulo de conexión, para formar así el túbulo urinífero, o sea la nefrona más el túbulo colector.

Funciones y estructura de los distintos componentes de la nefrona: glomérulo, capsula de Bowman, túbulos proximal y distal, asa de Henle

El corpúsculo renal constituye el comienzo de la nefrona. Está compuesto por un glomérulo, que es una red capilar formada por 10-20 asas capilares, rodeada por una capsula renal o capsula de Bowman. La capsula de Bowman es la porción inicial de la nefrona donde la sangre que fluye a través de los capilares glomerulares se filtra para producir el ultrafiltrado glomerular. Los capilares glomerulares reciben la sangre desde una arteria aferente y la envía a una arteriola eferente que luego se ramifica para formar una red capilar nueva que irriga los túbulos renales. El sitio donde la arteriola aferente entra y la arteriola eferente sale a través de la hoja parietal de la capsula de Bowman recibe el nombre de polo vascular. En el lado opuesto del corpúsculo renal esta el polo urinario, donde comienza el túbulo contorneado proximal.

Los túbulos de la nefrona se designan según el trayecto que adoptan (contorneado o recto), según su ubicación (proximal o distal), y según el espesor de la pared (delgado o grueso). A partir de la capsula de Bowman los segmentos secuenciales de la nefrona consisten en los túbulos siguientes:

• · Túbulo contorneado proximal: se origina en el polo urinario de la capsula de Bowman. Sigue un curso muy contorneado y entra al rayo medular para continuar como túbulo recto proximal.

• · Túbulo recto proximal: se conoce también como rama descendente gruesa del as de Henle y desciende hacia la medula.

• · Rama descendente delgada del asa de Henle: es la continuación del túbulo recto proximal dentro de la medula. Forma un asa y retorna hacia la corteza.

· Rama ascendente delgada del asa de Henle: es la continuación de la rama descendente delgada después de formar el asa.

• · Túbulo recto distal: también conocido como rama ascendente del asa de Henle. Es la continuación del asa ascendente delgada. El túbulo recto distal asciende a través de la medula y entra en la corteza en el rayo medular para alcanzar la vecindad de su corpúsculo renal de origen. En este sitio las células epiteliales tubulares contiguas a la arteriola aferente del glomérulo se modifican para formar la macula densa. Después el túbulo distal abandona la región del corpúsculo y se convierte en túbulo contorneado distal.

• · Túbulo contorneado distal: es menos tortuoso que el túbulo contorneado proximal. Este desemboca en un conducto colector de un rayo medular a través de un túbulo colector arciforme o de un túbulo más corto que se llama túbulo de conexión.

El asa de Henle constituye toda la porción en forma de U de una nefrona. Está formada por el túbulo recto proximal, la rama descendente delgada con su asa, la rama ascendente delgada y el túbulo recto distal.

Funciones ilustradas en la siguiente imagen:

Celulas Mesangiales y Aparato Yuxtaglomerular

Las células mesangiales son un grupo celular adicional que contiene el corpúsculo renal. Estas células y su matriz extracelular constituyen el mesangio. Las células mesangiales no están confinadas enteramente dentro del corpúsculo renal; algunas se encuentran afuera del corpúsculo a lo largo del polo vascular, donde también reciben el nombre de células mesangiales extraglomerulares o células lacis y forman parte del denominado aparato yuxtaglomerular.

Aunque no se conocen bien todas las funciones de las células mesangiales se han demostrado las siguientes:

· Fagocitosis

· Sostén estructural

· Secreción

Se cree que la función primaria de las células mesangiales es limpiar la membrana basal glomerular. Estas también son contráctiles, por lo que también desempeñarían algún papel en la regulación del flujo sanguíneo glomerular.

El aparato yuxtaglomerular comprende la macula densa, las células yuxtaglomerulares y las células mesangiales extraglomerulares. En contigüidad directa con las arteriolas aferente y eferente y junto a lagunas células mesangiales extraglomerulares en el polo vascular del corpúsculo renal está en la porción terminal del túbulo recto distal de la nefrona. En este sitio la pared del túbulo contiene células que forman la denominada macula densa.

En esta misma región las células musculares lisas de la arteriola aferente (y a veces de la eferente) contigua están modificadas. Contienen gránulos de secreción y sus núcleos son esferoidales, a diferencia del núcleo alargado típico de las células musculares lisas. A estas células se les conoce como células yuxtaglomerulares.

El aparato yuxtaglomerular regula la tensión arterial mediante la activación del sistema renina-angiotensina-aldosterona. Este proceso se describirá a detalle posteriormente. El aparato yuxtaglomerular funciona no solo en la forma de un órgano endocrino que secreta renina sino también en la forma de un sensor del volumen sanguíneo y la composición del líquido tubular.