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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.

El Tubulo Colector

Los túbulos colectores comienzan en el laberinto cortical en la forma de túbulos de conexión o de túbulos colectores arciformes y siguen hasta el rayo medular, donde se unen con los conductos colectores. Los conductos colectores de la corteza reciben el nombre de conductos colectores corticales. Cuando estos conductos alcanzan la medula pasan a llamarse conductos colectores medulares. Estos conductos continúan su trayecto hacia el vértice de la pirámide, donde confluyen en conductos colectores más grandes, llamados conductos papilares (conductos de Bellini), que se abren en un cáliz menor. La región de la papila que contiene los orificios de desembocadura de estos conductos colectores se conoce como área cribosa. 

Circulacion Renal

Cada riñón recibe una rama colateral de la aorta abdominal que se denomina arteria renal. La arteria renal se ramifica dentro del seno renal en las arterias interlobulares, que se introducen en el parénquima del riñón. Las arterias interlobulares transcurren entre las pirámides hasta la corteza y luego se curvan para seguir un trayecto arqueado a lo largo de la base de la pirámide entre la medula y la corteza. En consecuencia, estas arterias interlobulares se designan arterias arciformes.

Las arterias interlobulillares son ramificaciones de las arterias arciformes que ascienden a través de la corteza hacia la capsula. A medida que atraviesan la corteza hacia la capsula de arterias interlobulillares emiten ramas llamadas arteriolas aferentes, una para cada glomérulo.

Una arteriola aferente individual puede originarse directamente en una arteria interlobulillar o un tronco común derivado de esa arteria puede ramificarse para formar varias arteriolas aferentes. Algunas arterias interlubulillares terminan cerca de la periferia de la corteza mientras que otras se introducen en la capsula renal para proveerle su irrigación.

Las arteriolas aferentes dan origen a los capilares que forman el glomérulo. Los capilares glomerulares se reúnen para formar una arteriola eferente que a su vez da origen a una segunda red capilar, los capilares peritubulares. La distribución de estos capilares difiere según provengan de glomérulos corticales o de glomérulos yuxtamedulares.

En el riñón, el flujo venoso en general sigue el trayecto inverso del flujo arterial y las venas transcurren paralelas a las arterias correspondientes. Por lo tanto:

• ·         Los capilares corticales peritubulares drenan en las venas interlobulillares, que a su vez drenan en las venas arciformes, las venas interlobulares y, por último, la vena renal.

• ·         La red vascular medular drena en las cenas arciformes y así sucesivamente.

• ·         Los capilares peritubulares cercanos a la superficie del riñón y los capilares de la capsula drenan en venas estrelladas (llamadas asi por su modelo de distribución cuando se ven desde la superficie renal), que a su vez drenan en las venas interlobulillares y así sucesivamente.

Vias urinarias

Las vías urinarias están formadas por los siguientes componentes:

• ·         Los riñones
• ·         Los uréteres
• ·         La vejiga
• ·         La uretra

La orina es transportada y excretada por las vías urinarias de la siguiente manera:

1. La orina se forma en el riñón y sale por los cálices y la pelvis renal.
2. Los uréteres transportan la orina de la pelvis renal a la vejiga.
3. La vejiga almacena la orina
4. Durante la micción, la vejiga se relaja y la orina se transporta al exterior por medio de la uretra.

Miccion

La micción es el proceso en el que la vejiga urinaria logra deshacerse de la orina cuando está llena. La vejiga, que cuando se encuentra en estado vacío se encuentra comprimida por los órganos que la rodean, se llena poco a poco hasta que la tensión que poseen las paredes empieza a elevarse por encima de un valor umbral y es entonces cuando se desencadena un reflejo nervioso, que es llamado reflejo miccional y es el que provoca la micción, y si no se consigue, al menos produce el deseo consciente de orinar.

Por otra parte, este proceso de la micción es, en la mayoría de los casos, controlado voluntariamente. Aunque también se puede dar una incontinencia urinaria, que es el control pobre o ausente de la micción. Asimismo, es importante destacar que la micción refleja es un proceso medular completamente automático.

La micción refleja es un proceso medular completamente automático. En las paredes de la vejiga urinaria existen unos receptores sensoriales llamados receptores de estiramiento de la pared vesical que captan la presión y el aumento del volumen de la vejiga. Los más importantes son los localizados en el cuello vesical. Estos receptores sensitivos provocan potenciales de acción que se transmiten por los nervios pélvicos a los segmentos sacros S-2 y S-3. En estos núcleos sacros se originan fibras motoras del sistema nervioso parasimpático que terminan en células ganglionares nerviosas localizadas en la pared de la vejiga encargadas de inervar al músculo detrusor de la vejiga. Este arco reflejo se repite durante unos minutos cada vez más para aumentar la presión de la vejiga y se inhibe conscientemente por el cerebro si no se produce la micción.

A veces el cúmulo de reflejos miccionales es tan grande que el impulso nervioso pasa al nervio pudendo hacia el esfínter externo urinario para inhibirlo. Si esta inhibición es más intensa que las señales conscientes voluntarias del cerebro, ocurrirá la micción involuntaria (incontinencia urinaria).

En control encefálico de la micción se produce por los siguientes medios:

• 
  A través de la médula espinal, los núcleos encefálicos estimulan los centros parasimpáticos sacros para que —por medio del nervio pudendo— relajen el músculo esfínter externo, cuando hay deseo de orinar. Además se produce contracción abdominal y relajación del suelo pélvico, que facilitan la micción.
• A través de la médula espinal, los núcleos encefálicos estimulan los centros simpáticos que producen contracción del trígono y del esfínter externo, impidiendo la micción.
  

Flujo sanguineo renal

Es el flujo sanguíneo que se dirige a los dos riñones, es aproximadamente 1 200 ml por minuto, la corteza renal es la zona que recibe mayor flujo sanguíneo, unas 5 veces más que la zona externa de la médula y hasta 20 veces más que la zona interna.

Características

90 % del F.S.R. perfunde Corteza renal
8-10 % del F.S.R. perfunde la médula externa
1-2 % del F.S.R. perfunde el tejido papilar renal
Decrece con el envejecimiento del organismo
El embarazo lo aumenta hasta en un 50%

Mecanismos de regulación

El principal mecanismo que permite modificar el F.S.R. consiste en variar la Resistencia de las Arteriolas. En el riñón, esto se logra modificando la resistencia de las arteriolas aferente, eferente o ambas.

Autoregulación

La función que permite al riñón mantener un aporte sanguíneo constante ante cambios de la presión arterial sanguínea del cuerpo. Consta de dos mecanismos:

1. Reflejo miogénico: ocurre cuando el estiramiento desencadena la contracción de las fibras musculares lisas en las paredes de las arteriolas aferentes, este mecanismo normaliza el FSR y la Filtración glomerular (FG) en cuestión de segundos después de un cambio en la presión arterial.

• Cuando la presión arterial se elevada, se distienden las paredes de las arteriolas aferentes. En respuesta, se contraen las fibras musculares lisas de la pared de la arteriola aferente, lo cual disminuye la luz arteriolar, así se reduce el FSR y la FG desciende a su nivel normal.

• Cuando la presión arterial disminuye, las células musculares lisas están relajadas, las arteriolas aferentes se dilatan, aumenta al FSR y la FG se eleva.

2. Retroalimentación tubuloglomerular

• Cuando la FG esta elevada gracias al aumento de la presión arterial sistémica, el líquido filtrado fluye con mayor velocidad a lo largo de los túbulos renales el resultado es que el túbulo contorneado proximal y el asa de Henle tienen menos tiempo para reabsorber Na+, Cl- y agua. Las células de la macula densa detectan el aumento de la llegada del Na+, Cl- y agua inhiben la liberación de oxido nítrico (NO), por las células del aparato yuxtaglomerular (ayg), como el NO produce vasodilatación las arteriolas afrentes se contraen cuando el nivel de No disminuye es por ello que fluye menos sangre hacia los capilares glomerulares y disminuye la FG.

• Cuando disminuye la presión arterial y la FG es mas baja de lo normal tiene lugar la secuencia inversa de fenómenos, pero en grado menor.


Regulación nerviosa

Como la mayoría de los vasos sanguíneos del organismo, los renales están inervados por fibras de la división simpática del SNA y liberan noradrenalina, esta produce vasoconstricción atreves de los receptores alfa 1, que son abundantes en las fibras musculares lisas de las arteriolas aferentes. En reposo, la estimulación simpática es relativamente baja, las arteriolas aferentes y eferente están dilatadas, y prevalece la autorregulación de la FG. Con la estimulación simpática moderada tanto la arteriola aferente como al eferente se contraen en el mismo grado. El flujo de sangre de ingreso y egreso del glomérulo disminuyen en igual proporción lo cual reduce la FG muy poco. Con una estimulación simpática muy intensa, sin embargo, como ocurre durante el ejercicio o una hemorragia, predomina la contracción de la arteriola aferente como resultado, el FSR así los capilares glomerulares desciende en gran medida y la FG se reduce.

Regulación humoral

Dos hormonas contribuyen a la regulación de la FG. La angiotensina ll la reduce, mientras que el péptido natriurético auricular (PNA) la aumenta. La angiotensina ll es un vasoconstrictor potente que constriñe tanto a la arteriola aferente como a la eferente y reduce el FSR y a la FG. Las células de las aurículas de corazón secretan PNA, la distención de las aurículas, como sucede cuando aumenta el volumen sanguíneo estimula la secreción del PNA. Mediante la relajación de las células mesangiales glomerulares, el PNA aumenta la superficie disponible para la filtración. La filtración glomerular aumenta en medida que aumenta la superficie de filtración.

Principio de Fick

Método que se utiliza para medir el flujo plasmático total renal. El principio de Fick general establece que la cantidad de una sustancia que penetra a un órgano, es igual a la que abandona el mismo, asumiendo que la sustancia no se metaboliza ni se sintetiza en el mismo. El principio aplicado al riñón, establece que la cantidad de sustancia que penetra al riñón (vía arteria renal), es igual a la cantidad que sale del riñón (vía vena renal) más la cantidad excretada (vía urinaria).

UV
F = ------------
PA – PV


F = Flujo plasmático renal total en ml/min
PA = Concentración en la arteria renal
PV = Concentración en la vena renal
U = Concentración de la sustancia en orina
V = Volumen de orina en ml secretado por minuto

Filtración glomerular.

La formación de orina comienza con la filtración de grandes cantidades de liquido a través de los capilares glomerulares hacia la capsula de Bowman.

El liquido que entra en el espacio capsular se llama filtrado glomerular. La fraccion del plasma sanguineo en las arteriolas aferentes de los riñones que se transforma en filtrado glomerular es la fracción de filtración. A pesar de que una fraccion de filtracion de 0,16-0,20 (16-20%) es normal, el valor varia considerablemente tanto en condiciones de salud como enfermedad.

Por tasa de filtracion glomerular entendemos el volumen de liquido que se filtra en todos los glomerulos por unidad de tiempo. Es una medida de la capacidad de excrecion de los riñones y se situa en unos 120ml por minuto. Si tomamos en consideracion el volumen de plasma que recorre los glomerulos en un minuto (600ml en condiciones normales) se calcula que, en promedio, el valor del volumen diario de filtrado glomerular en los adultos es de 150L en las mujeres y 180L en los hombres. Mas del 99% del filtrado glomerular retorna al torrente sanguineo por reabsorcion tubular, de manera que solo 1-2 L se excretan en la orina.

Elementos que determinan la barrera de filtración.

La barrera de filtración es la interfaz entre la sangre y el mundo exterior. Es el elemento crucial en el proceso de filtración glomerular ya que sin este filtro casi todas las sustancias presentes en la sangre pasarían a la capsula de Bowman.

La vía que las sustancias en la sangre deben seguir a través del corpúsculo renal hasta llegar a la capsula de Bowman tiene una superficie total aproximada de 1m² y consta de tres capas:

• El endotelio del capilar.


• Las células que forman la pared interna de la capsula de Bowman (Podocitos)


• La membrana basal común de las células del endotelio y de los podocitos.

De las tres anteriores, la membrana basal y los podocitos son especialmente importantes, la primera se puede comparar con un filtro de proteínas de colágeno y glucoproteínas y los podocitos la entrelazan sus pedicelas (prolongaciones) formando las llamadas hendiduras de filtración permeables solo para moléculas de cierto tamaño.

La depuración de la filtración glomerular va a estar a cargo de los podocitos y de las células del mesangio de los capilares que van a fagocitar la membrana basal gastada y suministrar material nuevo para la misma.

Hay dos factores que van a determinar la permeabilidad de la barrera:

• Filtro mecánico (entre más pequeña la molécula atraviesa mas fácilmente).


• Filtro eléctrico. La carga eléctrica también determina la permeabilidad de la barrera hacia determinada sustancia, ya que tiende a repeler moléculas con carga negativa y a dejar pasar las que tienen carga positiva, esto se debe a que los componentes de la barrera contienen polianiones fijos que repelen a las moléculas con carga negativa.

Presiones que intervienen en la filtración.

La tasa de filtración glomerular va a depender de la presión de filtración efectiva y de la superficie de filtración glomerular. La fuerza principal que va a impulsar el proceso ser la tensión arterial en las asas capilares del glomérulo o presión glomerular situada en 48mmHg aproximadamente.
No obstante, el efecto contrario de la presión coloidosmótica (presión de proteínas en sangre) de 29 mmHg y la presión hidrostática dentro de la cápsula de Bowman de 13 mmHg van a limitar la presión arterial.

Partiendo de esto, se deduce que la presión de filtración efectiva se puede calcular de la manera siguiente:

Presión de filtración efectiva: 48-20-13=15 mmHg

La tensión arterial va a disminuir hasta el final del capilar del glomérulo sin repercusión alguna, pero la presión coloidosmótica aumenta de manera considerable con el paso de la sangre por el glomérulo, porque la separación por presión del ultrafiltrado aumenta la concentración de proteínas. Debido a esto se acepta de manera general que la presión coloidosmótica aumenta antes del final de los capilares hasta alcanzar unos 35 mmHg y por ende, la presión de filtración efectiva desciende a niveles cercanos a 0 (48-35-13=0 mmHg), a este punto se le conoce como equilibrio de filtración.

En cambio, al aumentar el riego sanguíneo en el riñón, el lugar del equilibrio de filtración se verá desplazado hacia el extremo del capilar, lo que activa una mayor superficie de filtración. Así un riego sanguíneo mayor aumenta la cantidad de la filtración separada por presión, y por lo tanto también la tasa de filtración glomerular.

Presión de filtración efectiva.

Balance de fluidos en el glomérulo.

Al organismo ingresa agua en un 80% mediante la ingesta de la misma y procedente de diferentes tipos de alimentos consumidos, el 20% de agua restante se obtiene del metabolismo corporal. Esta entrada de agua es contrarrestada por la eliminación urinaria principalmente y en menor cantidad por otros mecanismos como la defecación, la sudoración y la respiración, entre otros.

Hay dos formas principales de regular el aporte hídrico: mediante regulación local y mediante respuesta reguladora sistémica.


La regulación local se da mediante el paso de agua entre el espacio extracelular y el espacio intracelular manteniendo de esta manera el equilibrio osmótico. La respuesta reguladora sistémica es realizada por el riñón, el sistema endocrino y el sistema nervioso autónomo, quienes mantienen la osmolalidad plasmática y el volumen del espacio intravascular.

El equilibrio del agua corporal se mantiene gracias a la ingestión y excreción de la misma, que debe ser igual para mantener dicho balance.

El agua se puede regular mediante la acción de los osmorreceptores y por la acción de la aldosterona. Los osmorreceptores miden la cantidad de agua en la sangre y determinan que cantidad de líquidos se necesitan para mantener la osmolalidad.
La hormona anti diurética se libera cuando hay requerimiento de agua, esta actúa aumentando la permeabilidad en los túbulos renales y la resorción de agua, por lo anterior disminuye la excreción urinaria.


Formación de la orina.

Aclaramiento plasmático

Se define el aclaramiento plasmático de una substancia como el volumen de plasma del cual se elimina esa substancia a su paso por el riñón.

El aclaramiento siempre está referido a una determinada substancia, que de forma genérica se denomina X, dónde X puede ser cualquier substancia disuelta en la sangre que pueda llegar hasta el riñón. Se define como el volumen de plasma sanguíneo (en milimetros), que por efecto de la función renal, queda libre de la substancia X en la unidad de tiempo (en minutos). La sustancia X pasa a formar parte de la orina.

Composición del ultrafiltrado.

La filtración a través del filtro de orina es un proceso pasivo y por tanto depende en gran medida de la tensión arterial, de las propiedades del filtro y de las propiedades de las moléculas filtradas. El tamaño de los poros en la barrera de filtración va a determinar de manera mayoritaria la permeabilidad de las moléculas de diferentes tamaños.

Por esta razón el filtrado glomerular o ultrafiltrado está casi por completo libre de proteínas (esto en el sentido en que su concentración total está muy baja, aunque las proteínas pequeñas en el plasma se filtran con libertad o casi libremente) y contiene sobre todo iones inorgánicos y solutos orgánicos de peso molecular bajo casi en las mismas concentraciones que en el plasma. La barrera de filtración no pone obstáculos a moléculas cuyos pesos moleculares son menores a 7000 d (por simplicidad, el peso molecular se emplea como referencia de tamaño, pero es en realidad el radio de la molécula el que resulta critico) de esta manera el agua, urea, glucosa, sales, aminoácidos, el cloruro sódico y muchas hormonas entre otras sustancias pasan sin problemas a través de la barrera mientras que no lo pasan, por ejemplo, albúminas, globulinas y los hematocitos, por mencionar algunos. Sin embargo el obstáculo de la albúmina plasmática no es de 100%, por lo que el filtrado glomerular contiene cantidades pequeñas de esta proteína, del orden de 10mg/L o menos. Ésta es una proporción aproximada de 0.02% de la concentración de albúmina del plasma y es la razón por la que empleamos la frase “casi por completo libre de proteínas” anteriormente.

Algunas sustancias de tamaño molecular pequeño se encuentran de manera parcial o casi en su totalidad fijas en grandes proteínas plasmáticas y no están libres para filtrarse, pero pueden atravesar la barrera con facilidad cuando aun no se fijan a estas proteínas. Comprenden las hormonas hidrófobas de las categorías de esteroides y hormonas tiroideas, y cerca del 40% del calcio de la sangre.

Reabsorción tubular

La reabsorción tubular es un proceso que ocurre en los túmulos proximales y distales de las nefronas por el cual una gran cantidad del filtrado del plasma que ocurrió en el glomérulo es reabsorbido hacia los tejidos y la circulación con consumo de energía.

En el túbulo proximal (o nefrona proximal), se reabsorbe el 67% de sodio, la mayor parte del agua, los iones cloruro y potasio y muchos nutrientes como glucosa y aminoácidos. Mientras que el sodio se reabsorbe por transporte activo, el agua, el cloruro y otros solutos son reabsorbidos por difusión en una proporción similar a la del Na+. Así cerca del 75% del filtrado se reabsorbe antes de llegar al asa de Henle. El resultado es un líquido tubular que es isosmótico respecto al plasma y líquidos intersticiales.

En las células que componen el tubo de la nefrona hay transportadores activos de Na+, el Cl- difunde pasivamente por el gradiente de potencial, que captan las sustancias de la orina para pasarlos por la membrana basal a los capilares (la membrana apical da la luz del tubo de la nefrona y la basal da al líquido intersticial). En el líquido intersticial se concentran todas las sales, mucho con lo que debido a la difusión se llena de agua. Después esto es reabsorbido por los capilares. Antes de llegar al asa de Henle, el filtrado glomerular se ha reducido en 1/4.

En la rama descendente del asa de Henle las células son poco especializadas al igual que ocurre en la rama ascendente. En este lugar no hay transporte activo casi y sólo se filtra agua debido a que es muy permeable, así, la orina se hace más diluida (Hipotónica).

En el segmento delgado de la rama ascendente del asa de Henle, no es activo en el transporte de sales, siendo, sin embargo, muy permeable a ellas (Na+ y Cl-). Su permeabilidad al agua y a la urea es muy baja.

En el segmento grueso de la rama ascendente sí hay transporte activo de Na+ y Cl-, desde el tubo hasta el espacio intersticial externo y tiene una permeabilidad muy baja al agua. Como resultado de la reabsorción de NaCl, el líquido que llega al túbulo distal es aproximadamente hipoosmótico en relación al líquido intersticial.

En la nefrona distal hay transporte activo de Na+ para reabsorberlo al igual que se reabsorben Cl- y HCO42- y se secretan K+, H+ y NH3 hacia la luz del tubo. Al bombear sales fuera del túbulo, les sigue el agua pasivamente.

El tubo colector es permeable al agua por lo que el agua fluye de la orina diluida al líquido intersticial que esta más concentrado. También se reabsorbe NaCl por transporte activo, y es impermeable a las sales.
En el segmento medular interno hacia su extremo final es muy permeable a la urea para que se pueda secretarse.

Mecanismos simples y mediados del transporte paracelular y transcelular

Una sustancia reabsorbida del líquido en la luz del túbulo puede seguir uno de dos caminos antes de entrar en el capilar peritubular: puede movilizarse entre las células tubulares adyacentes o a través de una célula tubular. La membrana apical esta en contacto con el líquido tubular, y la membrana basolateral se halla en contacto con el líquido intersticial de la base y los lados de la célula.

Las uniones estrechas no separan completamente al líquido intersticial del líquido en la luz del túbulo. El líquido puede filtrarse entre las células mediante un proceso pasivo conocido como reabsorción paracelular.

Se cree que en algunas partes del túbulo renal, la vía paracelular es responsable del 50% de la reabsorción por osmosis de ciertos iones y agua que los acompaña. En la reabsorción transcelular, una sustancia pasa desde el líquido de la luz tubular por la membrana apical de una célula tubular a través del citosol, y hacia el líquido intersticial a través de la membrana basolateral.

Mecanismos de la reabsorción de la glucosa

En condiciones normales, la glucosa filtrada, los aminoácidos, el acido lactico, las vitaminas hidrosolubles y otros nutrientes no se pierden con la orina, sino que se reabsorben en el primer segmento del túbulo contorneado proximal (TCP) por diversos cotransportadores de Na+ localizados en la membrana apical de la célula de TCP.
La glucosa se reabsorbe por un cotransportador Na/glucosa y un mecanismo de difusión facilitada. Debido a que el numero de transportadores de Na/glucosa es limitado, pueden saturarse si la concentración plasmática de la glucosa es de 350gr/100ml, este es el transporte máximo (Tm), a mayores concentraciones de el Tm la glucosa se empieza a secretar por la orina.

Dos moléculas de Na+ y una de glucosa se unen a una proteína que transporta desde el líquido tubular hasta la célula tubular.
Las moléculas de glucosa luego salen por la membrana basolateral por difusión facilitada y se difunden a los capilares peritubulares

Secreción tubular

La secreción tubular es la transferencia de materiales con el objetivo de regular la tasa de sustancias en el torrente sanguíneo y de eliminar desechos del cuerpo. Las principales sustancias secretadas son hidrógeno (H+), potasio (K+), iones amonio (NH4+), creatinina y ciertos fármacos, como la penicilina.

A medida que el líquido fluye a lo largo del túbulo renal y a través del túbulo colector, las células tubulares secretan hacia aquél, otras sustancias, como desechos fármacos e iones en exceso se advierte que la secreción tubular renueve una sustancia de la sangre.

Transporte paracelular y transcelular del potasio

Mecanismos simples y mediados del transporte paracelular y transcelular (simples y facilitados) secreción y reabsorción tubular del potasio

El mecanismo primario de la captación celular de potasio es un transportador que se halla en la membrana basolateral. Este transportador es una enzima denominada ATPasa-Na.K que bombea activamente el sodio hacia el exterior de la célula y el potasio al interior de la misma.
La concentración de potasio se mantiene a un nivel muy superior en el interior de la célula respecto al exterior, a expensas del ATP.

Este gradiente trasmembrana de potasio hacia el exterior constituye una fuente de energía para el transporte transepitelial de esta y otras sustancias. De modo semejante, el gradiente trasmembrana de sodio hacia el interior creado por el bombeo de sodio hacia el exterior de la célula a cambio de potasio, ofrece una fuente de energía capaz de impulsar el transporte transepitelial de este y otros solutos.


A fin de lograr una absorción transepitelial neta de potasio, hay que agregar al mecanismo básico al menos dos mecanismos o vías de movimiento de potasio. Uno de ellos debe ser un mecanismo que transporte el potasio desde la luz hacia el interior de la célula a través de la membrana luminal. Este mecanismo debe ser activo.



Puesto que la concentración de potasio dentro de la célula es mantenida por encima del equilibrio electroquímico por la ATPasa-Na.K. Para completar esta vía transcelular, el segundo mecanismo a añadir es un mecanismo de salida de potasio a traves de la membrana basolateral de la célula. No es necesario que este mecanismo sea activo, puesto que la difusión pasiva gracias a un gradiente electroquímico favorable seria suficiente para satisfacer el modelo más simple. Por fin, si se pudiera establecer la existencia de una fuerza impulsora favorable de potasio (química y/o eléctrica) a través del tejido, el potasio podría ser absorbido pasado entre las células a través de la vía paracelular.