Sistema renal (sistema urinario) - anatomía y fisiología


Anatomía y fisiología del sistema renal o sistema urinario de los seres humanos. El sistema renal es un sistema de órganos que incluye los riñones, donde se produce la orina, y los uréteres, la vejiga y la uretra para el paso, el almacenamiento y la micción de la orina. En muchos aspectos, el sistema excretor o urinario humano se asemeja a los de otras especies de mamíferos, pero tiene sus propias características estructurales y funcionales. Los términos excretorios y urinarios enfatizan la función de eliminación del sistema. Los riñones, sin embargo, se encargan tanto de secretar como de retener activamente dentro del cuerpo ciertas sustancias que son tan críticas para la supervivencia. Obviamente es el exceso de estas sustancias (sodio, aminoácidos, calcio, etc.) lo que es eliminado a través de la orina.

Sistema renal (sistema urinario) - anatomía y fisiología


El sistema contiene dos riñones, que controlan la composición electrolítica de la sangre y eliminan los productos de desecho disueltos y las cantidades en exceso de otras sustancias de la sangre; Las últimas sustancias se excretan en la orina, que pasa de los riñones a la vejiga a través de dos tubos musculares delgados llamados los uréteres. La vejiga es un saco que contiene la orina hasta que se elimina a través de la uretra.

Órganos Excretores Humanos


Los riñones


Descripción general y ubicación



Los riñones poseen forma de frijol, son de color pardo rojizo,son órganos pareados (que están conectados entre sí). Tienen una forma cóncava en un lado largo y convexa en el contrario. Normalmente se encuentran en la cavidad abdominal y en su pared posterior, situadas a ambos lados de la columna vertebral entre los niveles de la 12a torácica y la tercera vértebra lumbar, y fuera del peritoneo, la membrana que recubre el abdomen.

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Los ejes largos de los riñones están alineados con el del cuerpo, pero el extremo superior de cada riñón (polo) se inclina ligeramente hacia dentro hacia la columna vertebral. Situado en el centro de la frontera cóncava medial en una hendidura profunda vertical se encuentra el hilo, que conduce a una cavidad dentro del riñón conocido como el seno renal. El hilo es el punto de entrada y salida de las arterias y venas renales, los vasos linfáticos, los nervios y la extensión superior agrandada de los uréteres.

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Vasos renales y nervios


Las arterias renales surgen, una de cada lado, desde la aorta abdominal en un punto opuesto al borde superior de la segunda vértebra lumbar (es decir, un poco por encima de la parte más pequeña de la espalda). Cerca del hilo renal cada arteria desprende pequeñas ramas de la glándula suprarrenal y el uréter y luego se ramifica en las divisiones anterior y posterior. Las venas grandes que llevan sangre de los riñones por lo general se encuentran en frente de las arterias correspondientes y se unen a la vena cava inferior casi en ángulos rectos. La vena izquierda es más larga que la vena derecha porque la vena cava inferior se encuentra más cerca del riñón derecho.

Los riñones son inervados por medio de nervios simpáticos y parasimpáticos del sistema nervioso autónomo, y los nervios renales contienen fibras aferentes y eferentes (las fibras aferentes llevan impulsos nerviosos al sistema nervioso central, fibras eferentes de él).

Configuración interna del riñón


Una sección transversal de un riñón revela el seno renal y dos capas de tejido renal distinguibles por su textura y color. El tejido más interno, llamado médula renal, forma conos relativamente oscuros, llamados pirámides renales, con bases hacia afuera y ápex que se proyectan, solos o en grupos, en el seno renal. Cada proyección de uno o más ápices de la pirámide en el seno se conoce como una papila renal.

Las bases de estas pirámides son irregulares, con estrías delgadas que se extienden hacia la superficie del riñón externo. El tejido más grueso y más pálido externo a la médula es la corteza. Arcos sobre las bases de las pirámides y llena huecos entre las pirámides. Cada grupo de pirámides que se proyecta en una papila, junto con la porción de corteza que se arca sobre el grupo, se llama un lóbulo renal.

El seno renal incluye la pelvis renal, una expansión en forma de embudo del extremo superior del uréter, y, llegando a las sustancias del riñón desde el extremo ancho del embudo, dos o tres extensiones de la cavidad llamadas los cálices mayores. Los cálices principales se dividen a su vez en cuatro a 12 cavidades de cuplike más pequeñas, los cálices menores, en los cuales se proyectan las papilas renales. La pelvis renal sirve como el reservorio inicial para la orina, que fluye en el seno a través de los túbulos urinarios de recolección, pequeños tubos que se abren en el seno en las papilas.

Estructura de la circulación renal


Las unidades estructurales de los riñones que realmente producen orina son las nefronas, de las cuales hay aproximadamente 1.000.000 en cada riñón. Cada nefrón es un tubo largo (o tubo extremadamente fino) que está cerrado, expandido y doblado en una estructura de pared doble en forma de copa en un extremo. Esta estructura, llamada cápsula corpuscular renal, o cápsula de Bowman, encierra un grupo de capilares (vasos sanguíneos microscópicos) llamado glomérulo.

La cápsula y el glomérulo juntos constituyen un corpúsculo renal, también llamado cuerpo malpighiano. La sangre fluye dentro y fuera del glomérulo a través de pequeñas arterias (arteriolas) que entran y salen del glomérulo a través del extremo abierto de la cápsula. Esta abertura se llama el polo vascular del corpúsculo.

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Los túbulos de las nefronas son de 30-55 milímetros (1.2-2.2 pulgadas) de largo. El corpúsculo y la porción inicial de cada túbulo, llamado túbulo contorneado proximal, se encuentran en la corteza renal. El túbulo desciende en una pirámide renal, hace un giro en forma de U y regresa a la corteza en un punto cercano a su punto de entrada en la médula.

Esta sección del túbulo, que consta de las dos longitudes paralelas y la curva entre ellas, se llama el bucle de Henle o el bucle nefrónico. Después de su reentrada en la corteza, el túbulo regresa al polo vascular (la abertura en la estructura en forma de copa de la cápsula) de su propio nefrón. La porción final del túbulo, el túbulo contorneado distal, conduce desde el polo vascular del corpúsculo hasta un túbulo colector, a través de un tubo corto de unión. Varios de los túbulos colectores se unen para formar un túbulo un poco más ancho, que transporta la orina a una papila renal ya la pelvis renal.

Aunque todas las nefronas en el riñón tienen la misma disposición general, hay diferencias regionales, particularmente en la longitud de los bucles de Henle. Los glomérulos que se encuentran profundamente en la corteza renal cerca de la médula (glúteos yuxtamedulares) poseen bucles largos de Henle que penetran profundamente en la médula, mientras que los glomérulos corticales más superficiales tienen bucles mucho más cortos. Entre las diferentes especies animales, la longitud de los bucles varía considerablemente y afecta la capacidad de la especie para concentrar la orina por encima de la concentración osmótica del plasma.

Las secciones sucesivas del túbulo nefrón varían en forma y calibre, y estas diferencias, junto con las diferencias en las células que recubren las secciones, se asocian con funciones específicas en la producción de orina.

Red intra-renal de vasos sanguíneos


La red intrarenal de vasos sanguíneos forma parte del aparato de tratamiento de la sangre de los riñones.

Arterias y arteriolas



Las divisiones anterior y posterior de cada arteria renal, mencionadas anteriormente, se dividen en arterias lobar, cada una de las cuales entra en la sustancia renal a través o cerca de una papila renal. Cada arteria lobar da dos o tres ramas, llamadas arterias interlobares, que salen hacia afuera entre pirámides renales adyacentes.

Cuando éstas alcanzan el límite entre la corteza y la médula se dividen casi en ángulos rectos en ramas llamadas arterias arqueadas que se curvan a lo largo entre la corteza y la médula paralelas a la superficie del riñón. Muchas arterias, llamadas arterias interlobulares, se ramifican de las arterias arqueadas y se irradian a través de la corteza para terminar en redes de capilares en la región justo dentro de la cápsula. En el camino emiten ramas cortas llamadas arteriolas aferentes, que transportan sangre a los glomérulos donde se dividen en cuatro a ocho bucles de capilares en cada glomérulo.

Sistema renal (sistema urinario) - anatomía y fisiología


Cerca y antes del punto donde la arteriola aferente entra en el glomérulo, su capa de revestimiento se agranda y contiene gránulos secretores. Esta estructura compuesta se denomina el aparato yuxtaglomerular (JGA) y se cree que está implicada en la secreción de renina. Luego se reconstituyen cerca del punto de entrada de la arteriola aferente para convertirse en las arteriolas eferentes que transportan sangre lejos de los glomérulos. Las arteriolas aferentes son casi dos veces más gruesas que las arteriolas eferentes porque tienen capas musculares más gruesas, pero los tamaños de sus canales son casi los mismos.

A lo largo de la mayor parte de la corteza, las arteriolas eferentes vuelven a formar un segundo conjunto de capilares, que suministran sangre a los túbulos renales proximal y distal.

Las arteriolas eferentes glomerulares de los glomérulos yuxtaglomerulares se dividen en vasos que suministran los túbulos contiguos y los vasos que entran en las bases de las pirámides renales. Conocidos como vasa recta, estos vasos corren hacia los ápices de las pirámides en estrecho contacto con los bucles de Henle. Al igual que los túbulos, hacen curvas en horquilla, retroceden por su trayectoria y se vacían en venas arqueadas paralelas a las arterias arqueadas.

Normalmente, la sangre que circula en la corteza es más abundante que en la médula (que asciende a más del 90 por ciento del total), pero en ciertas condiciones, como las asociadas con trauma severo o pérdida de sangre, los vasos corticales pueden constreñirse mientras que la yuxtamedular Se conserva la circulación. Debido a que los glomérulos corticales y los túbulos están privados de sangre, el flujo de orina disminuye y en casos extremos puede cesar.

Venas y vénulas



Las vénulas renales (venas pequeñas) y venas acompañan a las arteriolas y arterias y se denominan con nombres similares. Las vénulas que se encuentran justo debajo de la cápsula renal, llamadas venules estrelladas debido a su disposición radial, se drenan en las vénulas interlobulares. A su vez estos se combinan para formar los afluentes de las venas arqueadas, interlobares y lobares. La sangre de las pirámides renales pasa a los vasos, llamados venae rectae, que unen las venas arqueadas. En el seno renal las venas lobar se unen para formar venas correspondientes a las principales divisiones de las arterias renales, y normalmente se fusionan para constituir una sola vena renal en o cerca del hilio renal.

Red linfática



Los capilares linfáticos forman una red justo dentro de la cápsula renal y otra, una red más profunda entre los vasos sanguíneos renales y alrededor de ellos. Pocos capilares linfáticos aparecen en la sustancia renal real, y los presentes están evidentemente asociados con la estructura del tejido conjuntivo, mientras que los glomérulos no contienen linfáticos. Las redes linfáticas dentro de la cápsula y alrededor de los vasos sanguíneos renales drenan en los canales linfáticos que acompañan a los vasos sanguíneos interlobulares y arqueados. Los principales canales linfáticos corren a lo largo de las arterias y venas renales principales para terminar en los ganglios linfáticos junto a la aorta y cerca de los sitios de origen de las arterias renales.

Los uréteres


Características generales


Los uréteres son conductos estrechos de paredes gruesas, de aproximadamente 25 a 30 centímetros de longitud y de cuatro a cinco milímetros de diámetro, que transportan la orina de los riñones a la vejiga urinaria. A lo largo de su curso se encuentran detrás del peritoneo, el revestimiento del abdomen y la pelvis, y se unen a ella por el tejido conectivo.

En ambos sexos los uréteres entran en la pared de la vejiga unos cinco centímetros de distancia, aunque esta distancia se incrementa cuando la vejiga se distende con la orina. Los uréteres corren oblicuamente a través de la pared muscular de la vejiga durante casi dos centímetros antes de abrirse en la cavidad de la vejiga a través de aberturas estrechas. Este curso oblicuo proporciona una especie de mecanismo valvular; Cuando la vejiga se distende presiona contra la parte de cada uréter que está en la pared muscular de la vejiga, y esto ayuda a prevenir el flujo de orina de nuevo a los uréteres de la vejiga.

Estructura de la pared ureteral


La pared del uréter tiene tres capas, la adventicia, o capa externa; La capa muscular intermedia; Y el revestimiento, compuesto de membrana mucosa. La adventicia consta de tejido conectivo fibroelástico que se funde con el tejido conectivo detrás del peritoneo. La capa muscular está compuesta de fibras musculares lisas (involuntarias) y, en los dos tercios superiores del uréter, tiene dos capas: una capa interna de fibras dispuestas longitudinalmente y una capa externa dispuesta circularmente. En el tercio inferior del uréter aparece una capa longitudinal adicional en el exterior del vaso. A medida que cada uréter se extiende dentro de la pared de la vejiga, sus fibras circulares desaparecen, pero sus fibras longitudinales se extienden casi hasta la membrana mucosa que recubre la vejiga.

El revestimiento de la mucosa aumenta de espesor desde la pelvis renal hacia abajo. Así, en la pelvis y los cálices del riñón el revestimiento es de dos a tres células de profundidad; En el uréter, de cuatro a cinco células de espesor; Y en la vejiga, de seis a ocho células. La mucosa de los uréteres está dispuesta en pliegues longitudinales, permitiendo una dilatación considerable del canal. No hay glándulas verdaderas en la membrana mucosa del uréter o de la pelvis renal. La principal fuerza propulsora para el paso de la orina desde el riñón hasta la vejiga es producida por movimientos peristálticos (ondulatorios) en los músculos ureterales.

La vejiga urinaria


Descripción general


La vejiga urinaria es un órgano muscular hueco que forma el reservorio urinario principal. Se apoya en la parte anterior del suelo pélvico (ver abajo), detrás de la sínfisis del pubis y debajo del peritoneo. (La sínfisis del pubis es la articulación de los huesos de la cadera en la línea media delantera del cuerpo.) La forma y el tamaño de la vejiga varían de acuerdo con la cantidad de orina que contiene el órgano.

Cuando está vacía es tetraédrica y se encuentra dentro de la pelvis; Cuando se distende se vuelve ovoide y se expande en la parte inferior del abdomen. Tiene un cuerpo, con un fundus o base; un cuello; Un ápice; y un superior (superior) y dos inferolateral (por debajo y al lado) superficies, aunque estas características no son claramente evidentes excepto cuando la vejiga está vacía o sólo ligeramente distendido.

El cuello de la vejiga es el área que rodea inmediatamente la abertura uretral; Es la parte más baja y más fija del órgano. En el macho está firmemente unido a la base de la próstata, una glándula que rodea la uretra.

La superficie superior de la vejiga es triangular y está cubierta de peritoneo. La vejiga está apoyada en los músculos elevadores del ano, que constituyen la mayor parte del suelo de la cavidad pélvica. La vejiga está cubierta, y hasta cierto punto apoyada, por la capa visceral de la fascia pélvica. Esta capa fascial es una lámina de tejido conectivo que envuelve los órganos, los vasos sanguíneos y los nervios de la cavidad pélvica. Las formas fascia, en frente y al lado, ligamentos, llamadas ligamentos pubovesical, que actúan como una especie de hamaca bajo las superficies inferolateral y el cuello de la vejiga.

Suministros de sangre y nervio


El suministro de sangre de la vejiga se deriva de las arterias vesical superior, media e inferior (vejiga). La arteria vesical superior suministra la cúpula de la vejiga, y una de sus ramas (en los machos) desprende la arteria del conducto deferente, una parte del conducto para el esperma. La arteria vesical media suministra la base de la vejiga. La arteria vesical inferior suministra las superficies inferolaterales de la vejiga y ayuda a suministrar la base de la vejiga, el extremo inferior del uréter y otras estructuras adyacentes.

Los nervios de la vejiga urinaria pertenecen a las divisiones simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo. Las fibras nerviosas simpáticas provienen del plexo hipogástrico de los nervios que se encuentran frente a la quinta vértebra lumbar. Los nervios simpáticos llevan al sistema nervioso central las sensaciones asociadas con la distensión de la vejiga y se cree que están implicados en la relajación de la capa muscular de la pared vesical y con la contracción del mecanismo del esfínter que cierra la abertura en la uretra.

Los nervios parasimpáticos viajan a la vejiga con nervios esplácnicos pélvicos desde el segundo hasta el quinto segmento sacro de la columna vertebral. Los nervios parassimpáticos se ocupan de la contracción de las paredes musculares de la vejiga y de la relajación de su esfínter. En consecuencia, están activamente implicados en la micción y a veces se conocen como los nervios de vaciado o detrusor.

Estructura de la pared de la vejiga


La pared de la vejiga tiene una capa serosa sobre su superficie superior. Esta cubierta es una continuación del peritoneo que recubre la cavidad abdominal; Se llama serosa porque exuda una pequeña cantidad de fluido lubricante llamado suero. Las otras capas de la pared de la vejiga son las capas fascial, muscular, submucosa y mucosa.

La capa fascial es una capa de tejido conectivo, como la que cubre los músculos. La capa muscular consiste en fascículos gruesos de fibras musculares lisas (involuntarias) dispuestas en tres estratos, con fibras de las capas externa e interna extendiéndose longitudinalmente y con fibras de la capa intermedia que circulan circularmente; Existe una mezcla considerable de fibras entre las capas. La capa de músculo liso constituye el poderoso músculo detrusor, que hace que la vejiga se vacíe.

El estrato muscular circular o intermedio de la pared vesical es más grueso que las otras capas. Sus fibras, aunque corren en una dirección generalmente circular, se entrelazan. El estrato muscular interno es una capa indefinida de fibras que se dirigen principalmente longitudinalmente. La capa submucosa consiste en tejido conectivo suelto que contiene muchas fibras elásticas. Está ausente en el trígono, un área triangular cuyos ángulos están en las dos aberturas para los uréteres y la sola abertura uretral interna.

Las franjas delgadas del músculo funcionan entre cada abertura ureteric y el orificio urethal interno; Se cree que estos mantienen la dirección oblicua de los uréteres durante la contracción de la vejiga. Otro haz de fibras musculares conecta las dos aberturas ureterales y produce un pliegue ligeramente curvado hacia abajo de la membrana mucosa entre las aberturas.

El revestimiento mucoso, el revestimiento más interno de la vejiga, es una capa elástica impermeable a la orina. Sobre el trígono se adhiere firmemente a la capa muscular y siempre es lisa y rosa si la vejiga está contraída o distendida. En otras partes, si la vejiga está contraída, la capa mucosa tiene múltiples pliegues y una apariencia roja y aterciopelada. Cuando la vejiga está distendida, los pliegues son obliterados, pero la diferencia de color entre el área trigonal más pálida y las otras áreas de la membrana mucosa persiste. La membrana mucosa que recubre la vejiga es continua con el revestimiento de los uréteres y la uretra.

La uretra


Descripción general


La uretra es el canal que transporta la orina desde la vejiga hacia el exterior. En el macho tiene unos 20 centímetros de largo y lleva no sólo la orina, sino también el semen y las secreciones de la próstata, la bulbouretral y las glándulas uretrales. Durante la micción y la eyaculación se abre, y su diámetro varía entonces de 0,5 a 0,8 centímetros a lo largo de su longitud, pero en otras veces sus paredes se tocan y su revestimiento se eleva en pliegues longitudinales. La uretra masculina tiene tres partes distinguibles, la prostática, la membranosa y la esponjosa, cada una de las cuales se nombra de las estructuras a través de las cuales pasa más que de cualquier característica inherente.

La sección prostática de la uretra masculina comienza en el orificio uretral interno y desciende casi verticalmente a través de la próstata, desde la base de la glándula hasta el ápex, describiendo una ligera curva con su concavidad hacia delante. Tiene de 2,5 a 3 centímetros de largo y tiene forma de huso; Su parte media es la parte más ancha y más dilatable de la uretra. La parte membranosa de la uretra masculina se encuentra en el área entre las dos capas de una membrana llamada diafragma urogenital.

La uretra es más estrecha en esta área que en cualquier otro punto excepto en su abertura externa y está rodeada por un músculo, el esfínter de la uretra. Las dos pequeñas glándulas bulbouretrales están a ambos lados de la misma. La uretra membranosa no está firmemente unida a las capas del diafragma urogenital. La parte esponjosa de la uretra masculina es la parte de la uretra que atraviesa el pene. Pasa a través del cuerpo esponjoso del pene. Los conductos de las glándulas bulbouretrales entran en la uretra esponjosa a unos 2,5 centímetros por debajo de la capa inferior de la membrana urogenital; Excepto cerca de su extremo exterior, muchas glándulas mucosas también se abren en él.

La uretra femenina es mucho más corta (tres a 4,5 centímetros) y más distensible que el canal correspondiente en los hombres y lleva sólo la orina y las secreciones de las glándulas mucosas. Comienza en la abertura interna de la uretra en la vejiga y las curvas suavemente hacia abajo y hacia adelante a través del diafragma urogenital, donde está rodeado, como en el varón, por el esfínter uretra. Se encuentra detrás y debajo de la sínfisis del pubis. Excepto por su parte superior, la uretra está incrustada en la pared anterior de la vagina. El orificio uretral externo está inmediatamente enfrente de la abertura vaginal, a unos 2,5 centímetros detrás del clítoris, y entre los labios menores, los pliegues internos en la abertura externa de la vagina.

Estructura de la pared uretral


La uretra del macho es un tubo de membrana mucosa soportado sobre una capa submucosa y una capa muscular incompleta. La membrana forma pliegues longitudinales cuando el tubo está vacío; Estos pliegues son más prominentes en las partes membranosas y esponjosas. Hay muchas glándulas en la membrana mucosa, y son más comunes en la pared posterior de la parte esponjosa. La capa submucosa está compuesta de tejido conectivo fibroelástico que contiene numerosos vasos sanguíneos pequeños, incluyendo más vénulas que arteriolas.

La fina capa muscular consiste en fibras musculares lisas (involuntarias) y estriadas (voluntarias). La capa muscular lisa, dispuesta longitudinalmente, continúa por encima con el músculo detrusor de la vejiga y se extiende distalmente hasta la uretra membranosa, donde es reemplazada y parcialmente rodeada por el músculo estriado del esfínter externo. Los nervios somáticos del esfínter externo son los componentes eferentes y aferentes del nervio pudendo, que surgen de los segmentos sacra, segundo, tercero y cuarto de la médula espinal.

La uretra femenina tiene capas mucosas, submucosas y musculares. Como en el macho, el revestimiento del canal vacío se eleva en pliegues longitudinales. También muestra glándulas mucosas, mencionadas en los párrafos anteriores como existentes en la uretra masculina. La capa submucosa se asemeja a la del macho, excepto que las vénulas son aún más prominentes. En ambos sexos, pero especialmente en mujeres, esta capa parece ser una variedad de tejido eréctil.

La capa muscular se extiende a lo largo de toda la longitud de la uretra femenina y es continua por encima con la musculatura de la vejiga. Consiste en capas circulares internas longitudinales y externas, y las fibras de estas últimas se entremezclan con las de la pared anterior de la vagina, en las que está incrustada la uretra.

Excreción humana: función general del riñón


El riñón ha evolucionado para permitir que los seres humanos existan en tierra donde se deben conservar agua y sales, desechos excretados en forma concentrada y la sangre y los fluidos tisulares estrictamente regulados en cuanto al volumen, composición química y presión osmótica. Bajo el impulso de la presión arterial, el agua y las sales son filtradas de la sangre a través de los capilares del glomérulo hacia el lumen o pasadizo del nefrón, y luego la mayor parte del agua y las sustancias que son esenciales para el cuerpo se reabsorben en la sangre. El filtrado restante se drena como orina. Los riñones, por lo tanto, ayudan a mantener un ambiente interno constante a pesar de una amplia gama de cambios en el entorno externo.

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Funciones reguladoras


Los riñones regulan tres propiedades esenciales e interrelacionadas de los tejidos-contenido de agua, equilibrio ácido-base y presión osmótica- de tal manera que mantienen el equilibrio de electrolitos y agua; En otras palabras, los riñones son capaces de mantener un equilibrio entre las cantidades de agua y las cantidades de productos químicos tales como calcio, potasio, sodio, fósforo y sulfato en solución. A menos que las concentraciones de iones minerales tales como sodio, cristaloides como la glucosa, y los desechos como la urea se mantengan dentro de los límites normales estrechos, el mal funcionamiento corporal se desarrolla rápidamente conduciendo a la enfermedad o la muerte. La eliminación de ambos riñones hace que los componentes urinarios se acumulen en la sangre (uremia), dando como resultado la muerte en 14-21 días si no se trata. Siempre que la sangre contenga un constituyente anormal en solución o un exceso de constituyentes normales, incluyendo agua y sales, los riñones los excretan hasta que la composición normal se restaure.

Los riñones son el único medio para eliminar los desechos que son los productos finales del metabolismo de las proteínas. No modifican ellos mismos los productos de desecho que excretan, sino que los trasladan a la orina en la forma en que se producen en otras partes del cuerpo. La única excepción a esto es su capacidad para fabricar amoníaco. Los riñones también eliminan fármacos y agentes tóxicos. Por lo tanto, los riñones eliminan los productos finales no deseados del metabolismo, como la urea, limitando al mismo tiempo la pérdida de sustancias valiosas, como la glucosa. Al mantener el equilibrio ácido-base, los riñones eliminan el exceso de iones de hidrógeno producidos a partir de la dieta normalmente formadora de ácido y fabrican amoniaco para eliminar estos iones en la orina como sales de amonio.

Para llevar a cabo sus funciones el riñón está dotado de un suministro de sangre relativamente grande. La sangre procesada en los riñones asciende a unos 1.200 mililitros por minuto, o 1.800 litros (unos 475 galones) al día, que es 400 veces el volumen de sangre total y aproximadamente una cuarta parte del volumen bombeado cada día por el corazón. Cada 24 horas 170 litros (45 galones) de agua se filtran del torrente sanguíneo en los túbulos renales; Y de lejos la mayor parte de esto -algunos 168,5 litros de agua junto con las sales disueltas en él- es reabsorbido por las células que recubren los túbulos y devueltos a la sangre.

El filtrado glomerular total en 24 horas no es menos de 50-60 veces el volumen de plasma sanguíneo (la sangre menos sus células) en todo el cuerpo. En un período de 24 horas, un hombre promedio elimina sólo 1,5 litros de agua, conteniendo los productos de desecho del metabolismo, pero el volumen real varía con la ingesta de líquidos y factores ocupacionales y ambientales. Con la sudoración vigorosa puede caer a 500 mililitros (aproximadamente una pinta) al día; Con un gran consumo de agua puede elevarse a tres litros, o seis veces más. El riñón puede variar su reabsorción de agua para compensar los cambios en el volumen plasmático resultante de la deshidratación o la sobrehidratación.

Funciones no excretoras del riñón


Los riñones también realizan ciertas funciones no excretorias. Secretan sustancias que entran en la sangre. Estos son de tres tipos: renina, que se refiere indirectamente con el control del equilibrio de electrolitos y la presión arterial; Eritropoyetina, que es importante para la formación de hemoglobina y glóbulos rojos, especialmente en respuesta a la anemia o deficiencia de oxígeno que llega a los tejidos corporales; Y el 1,25-dihidroxicolecalciferol, que es la forma metabólicamente activa de la vitamina D. Finalmente, aunque los riñones están sujetos al control nervioso y humoral (hormonal), poseen un grado considerable de autonomía; Es decir, la función continúa en un órgano aislado del sistema nervioso pero mantenido vivo con fluido circulante. De hecho, si esto no fuera así, el trasplante renal sería imposible.

Circulación sanguínea renal


Presiones sanguíneas Intrarrenales


Las arterias renales son cortas y brotan directamente de la aorta abdominal, de modo que la sangre arterial se entrega a los riñones a la máxima presión disponible. Al igual que en otros lechos vasculares, la perfusión renal se determina por la presión arterial renal y la resistencia vascular al flujo sanguíneo. La evidencia indica que en los riñones la mayor parte de la resistencia total se produce en las arteriolas glomerulares. Las capas musculares de las arteriolas están bien provistas de fibras vasoconstrictoras simpáticas (fibras nerviosas que inducen el estrechamiento de los vasos sanguíneos), y también hay un pequeño suministro parasimpático del nervio vago y esplácnico que induce la dilatación de los vasos.

La estimulación simpática causa vasoconstricción y reduce la producción urinaria. Las paredes de los vasos son también sensibles a las hormonas circulantes de epinefrina y norepinefrina, pequeñas cantidades de las cuales estrechan las arteriolas eferentes y grandes cantidades de las cuales constriñen todos los vasos; Y a la angiotensina, que es un agente constrictor estrechamente relacionado con la renina. Las prostaglandinas también pueden tener un papel.

Factores que afectan el flujo renal


El riñón es capaz de regular su circulación interna independientemente de la presión sanguínea sistémica, siempre que ésta no sea extremadamente alta o extremadamente baja. Las fuerzas que están implicadas en mantener una circulación de la sangre en los riñones deben permanecer constantes si el monitoreo de la composición del agua y del electrolito de la sangre debe proceder intacta. Esta regulación se conserva incluso en el riñón cortado del sistema nervioso y, en menor medida, en un órgano extraído del cuerpo y mantenido viable por medio de la circulación de soluciones salinas de concentraciones fisiológicamente adecuadas; Es comúnmente referida como autorregulación.

El mecanismo exacto por el cual el riñón regula su propia circulación no se conoce, pero se han propuesto varias teorías: (1) Las células del músculo liso en las arteriolas pueden tener un tono basal intrínseco (grado normal de contracción) cuando no están afectadas por nervios o humoral (Hormonales). El tono responde a alteraciones en la presión de perfusión de tal manera que cuando la presión disminuye el grado de contracción se reduce, la resistencia preglomerular se reduce y se mantiene el flujo sanguíneo.

Por el contrario, cuando la presión de perfusión aumenta, el grado de contracción se incrementa y el flujo sanguíneo permanece constante. (2) Si el flujo sanguíneo renal aumenta, más sodio está presente en el líquido en los túbulos distales porque la tasa de filtración aumenta. Este aumento en el nivel de sodio estimula la secreción de renina de la JGA con la formación de angiotensina, haciendo que las arteriolas se contraigan y se reduzca el flujo sanguíneo. (3) Si la presión arterial sistémica aumenta, el flujo sanguíneo renal permanece constante debido al aumento de la viscosidad de la sangre.

Normalmente, las arterias interlobulares tienen una corriente axial (central) de glóbulos rojos con una capa externa de plasma de modo que las arteriolas aferentes extraen más plasma que las células. Si la presión arteriolar aumenta, el efecto de raspado aumenta, y el flujo axial más densamente comprimido de las células en los vasos ofrece una resistencia creciente a la presión, que tiene que superar esta viscosidad elevada. Por lo tanto, el flujo sanguíneo renal general cambia poco. Hasta cierto punto, consideraciones similares a la inversa se aplican a los efectos de la reducción de la presión sistémica. (4) Los cambios en la presión arterial modifican la presión ejercida por el líquido intersticial (del tejido) del riñón en los capilares y las venas, de modo que aumenta la presión y disminuye la presión disminuye la resistencia al flujo sanguíneo.

El flujo sanguíneo renal es mayor cuando una persona está acostada que cuando está de pie; Es más alta en la fiebre; Y se reduce por el esfuerzo prolongado vigoroso, el dolor, la ansiedad y otras emociones que contraen las arteriolas y desvían la sangre a otros órganos. También se reduce por hemorragia y asfixia y por agotamiento de agua y sales, que es severa en choque, incluyendo choque operativo. Una gran caída de la presión arterial sistémica, como después de una hemorragia grave, puede reducir el flujo sanguíneo renal, de modo que no se forma ninguna orina durante un tiempo; La muerte puede ocurrir por la supresión de la función glomerular. El desmayo simple causa vasoconstricción y disminución de la producción de orina. La secreción urinaria también se detiene por la obstrucción del uréter cuando la contrapresión alcanza un punto crítico.

Presión glomerular


La importancia de estos diversos factores vasculares reside en el hecho de que el proceso básico que ocurre en el glomérulo es uno de filtración, cuya energía es proporcionada por la presión sanguínea dentro de los capilares glomerulares. La presión glomerular es una función de la presión sistémica modificada por el tono (estado de constricción o dilatación) de las arteriolas aferentes y eferentes, ya que éstas se abren o cierran espontáneamente o en respuesta al control nervioso o hormonal.

En circunstancias normales se cree que la presión glomerular es de aproximadamente 45 milímetros de mercurio (mmHg), que es una presión más alta que la que se encuentra en los capilares en otras partes del cuerpo. Como es el caso en el flujo sanguíneo renal, la tasa de filtración glomerular también se mantiene dentro de los límites entre los que opera la autorregulación del flujo sanguíneo. Fuera de estos límites, sin embargo, se producen cambios importantes en el flujo sanguíneo. Por lo tanto, la constricción severa de los vasos aferentes reduce el flujo sanguíneo, la presión glomerular y la tasa de filtración, mientras que la constricción eferente reduce el flujo sanguíneo, pero aumenta la presión glomerular y la filtración.

Formación y composición de la orina


La orina que sale del riñón difiere considerablemente en la composición del plasma que entra en ella. El estudio de la función renal debe explicar estas diferencias; Por ejemplo, la ausencia de proteínas y glucosa de la orina, un cambio en el pH de la orina en comparación con el del plasma y los altos niveles de amoníaco y creatinina en la orina, mientras que el sodio y el calcio se mantienen en niveles similares bajos en la orina Y plasma.

Sistema renal (sistema urinario) - anatomía y fisiología


Se produce un gran volumen de ultrafiltrado (es decir, un líquido del cual se han filtrado las células sanguíneas y las proteínas de la sangre) por el glomérulo en la cápsula. A medida que este líquido atraviesa el túbulo contorneado proximal, la mayor parte de su agua y sales son reabsorbidas, algunos de los solutos completamente y otros parcialmente; Es decir, hay una separación de sustancias que deben retenerse de las debidas para el rechazo. Posteriormente el bucle de Henle, túbulo convoluto distal y conductos colectores se ocupan principalmente de la concentración de orina para proporcionar un control fino del equilibrio de agua y electrolitos.

Filtración glomerular


La formación de orina comienza como un proceso de ultrafiltración de un gran volumen de plasma sanguíneo desde los capilares glomerulares hasta el espacio capsular, coloides tales como proteínas que se retienen mientras cristaloides (sustancias en solución verdadera) pasan a través. En humanos, el diámetro capilar medio es de 5 a 10 micrómetros (un micrómetro es 0,001 milímetro).

La pared de cada bucle de capilares tiene tres capas. La capa interna consiste en células endoteliales nucleadas planas dispuestas para formar numerosos poros, o fenestra, 50-100 nanómetros de diámetro (un nanómetro es 0,000001 milímetros), que permiten a la sangre hacer contacto directo con la segunda capa, una membrana basal. La membrana basal de los capilares, similar a la que se produce en el revestimiento de muchas otras estructuras y órganos, es una capa continua de colágeno hidratado y glicopéptidos. Aunque una vez se pensó que era homogénea, parece consistir en tres capas que difieren en el contenido de glicopéptidos polianiónicos.

La membrana está cargada negativamente (aniónica), debido a su contenido relativamente alto de ácidos siálico y aspártico. También están presentes glicosaminoglicanos, tales como sulfato de heparina. La tercera capa externa consiste en grandes células epiteliales llamadas podocitos. Estas células hacen contacto con la superficie externa de la membrana basal por extensiones citoplasmáticas esbeltas llamadas pedicelos (procesos de los pies). Estos procesos están ligeramente expandidos en su punto de contacto con la membrana basal y están separados unos de otros por espacios de hendidura de unos 20 a 30 nanómetros de diámetro. Una fina membrana (diafragma ranurado) cierra los espacios con forma de hendidura cerca de la membrana basal.

Hay dos procesos físicos por los cuales el filtrado glomerular puede pasar la barrera de la pared glomerular: difusión simple y flujo masivo. En el flujo masivo, el soluto en el filtrado glomerular con agua pasa por los poros de la membrana basal. En cualquier caso, la restricción final al paso del filtrado parece estar en la estructura de gel hidratada de la membrana basal.

La carga electrostática negativa en la membrana es una fuerza restrictiva adicional para las macromoléculas aniónicas cargadas negativamente, como la albúmina (peso molecular 69.000), mientras que las moléculas de proteína más grandes están restringidas por el tamaño solo. Por otra parte, las proteínas de tamaño molecular más pequeño, por ejemplo, gelatina neutra (35.000), pasan libremente. Es posible que la capa de células endoteliales también puede ayudar a excluir moléculas muy grandes y células sanguíneas y que un efecto similar es ejercido por los poros de la rendija y el diafragma.

El proceso normal de filtración glomerular depende de la integridad del glomérulo, que a su vez depende de su adecuada nutrición y oxigenación. Si los glomérulos son dañados por la enfermedad o la falta de oxígeno, se vuelven más permeables, permitiendo que las proteínas plasmáticas penetren en la orina. Las células especiales que pueden estar relacionadas con la formación y el mantenimiento de la membrana basal de las paredes glomerulares se llaman células mesangiales.

Estos se encuentran entre bucles de los capilares glomerulares y forman un tallo o andamiaje para la red capilar. Están ellos mismos incrustados en una matriz de glicosaminoglicano similar a la de la membrana basal capilar glomerular y pueden ser responsables de su formación. Las células mesangiales también son responsables de librar la membrana basal de grandes moléculas extrañas que pueden ser retenidas allí en el curso de ciertas enfermedades. Estas células proliferan y la matriz mesangial se agranda en el curso de las enfermedades inducidas inmunológicamente que afectan al glomérulo.

Función tubular


El papel de los túbulos puede evaluarse comparando las cantidades de diversas sustancias en el filtrado y en la orina.

Sistema renal (sistema urinario) - anatomía y fisiología


Es evidente que el filtrado debe ser modificado en los túbulos para tener en cuenta las diferentes composiciones de filtrado y orina final; Por ejemplo, para permitir la ausencia total de glucosa en este último, el volumen mucho más pequeño de orina que el filtrado, o para la acidez de orina comparada con la neutralidad del filtrado.

A medida que el filtrado pasa a lo largo del túbulo proximal, la mayor parte de su agua y sales se reabsorben en la sangre de la red de capilares alrededor de los túbulos. De otras sustancias, algunas se reabsorben completamente, otras en parte, porque esta parte del nefrón separa las sustancias que deben ser retenidas en el cuerpo de las destinadas a la excreción en la orina. La función del túbulo proximal es esencialmente la reabsorción del filtrado de acuerdo con las necesidades de la homeostasis (equilibrio), mientras que la parte distal del nefrón y el conducto colector se ocupan principalmente de la regulación detallada del equilibrio de agua, electrolitos y iones hidrógeno.

Todos estos procesos se producen en los túbulos a través de medios químicos y físicos, y todos están sujetos a la regulación hormonal. Aunque la orina normalmente difiere notablemente del filtrado, si la función de los túbulos se reduce progresivamente en situaciones experimentales mediante enfriamiento o envenenamiento, la orina vendrá cada vez más a parecerse al filtrado. Además, cuanto más rápidamente se produce la filtración, menos tiempo hay para que la orina se modifique durante su paso a través de los túbulos.

Reabsorción desde el túbulo proximal

La reabsorción afecta a toda la glucosa del filtrado, hasta el 70 por ciento de su agua y sodio (el resto se absorbe en el túbulo distal), la mayoría de los iones de potasio y cloruro, parte del ácido úrico, 40 por ciento de la urea y Poco o nada del sulfato. De los sólidos totales el 75 por ciento se reabsorbe en el túbulo proximal. La primera parte del túbulo absorbe aminoácidos, glucosa, lactato y fosfato; Toda la convolución absorbe sodio, potasio, calcio y cloruro y, al eliminar el bicarbonato, acidifica ligeramente el fluido.

El túbulo sólo tiene una cierta capacidad de reabsorción. Así, normalmente toda la glucosa que llega al filtrado es absorbida; Pero si la glucosa plasmática se incrementa a niveles suficientemente altos, la glucosa llega a las células del túbulo más rápido de lo que puede ser absorbido, una condición que ocurre en la diabetes. En otras palabras, existe una tasa de liberación crítica determinada por la concentración en plasma y la velocidad de filtración, y una capacidad máxima de reabsorción para cada sustancia en el filtrado.

La tasa de reabsorción tubular tiene un valor máximo superior que es constante para cualquier sustancia dada. En consecuencia, si el nivel plasmático se eleva suficientemente, todo el excedente de la sustancia se desmayará en la orina; Esto es cierto incluso para la glucosa, que es totalmente reabsorbida en condiciones normales. Por otro lado, el valor máximo superior es mucho menor para el fosfato, por lo que normalmente hay siempre algún fosfato en la orina. La reabsorción tubular proximal de fosfato también se ve afectada por el contenido de fosfato del filtrado y está influenciada por la hormona paratiroidea.

El fosfato compite con la glucosa para la reabsorción, y su reabsorción se reduce por la hormona paratiroidea y por la vitamina D y se incrementa, al menos durante algún tiempo, por un alto consumo de fosfato en la dieta. Los aminoácidos también tienen sus propios valores máximos de reabsorción tubular, pero estos son lo suficientemente altos para asegurar que se reabsorben por completo en condiciones normales; En ciertos trastornos hereditarios raros como la cistinuria, en la que hay excreción excesiva de cistina, su reabsorción se reduce.

La reabsorción de aproximadamente el 70 por ciento de los iones de sodio en el filtrado significa que un valor similar de agua en el filtrado debe acompañar a estos iones como un vehículo para evitar un aumento gradiente osmótico (es decir, para evitar una diferencia creciente en la concentración de sodio Solución dentro y fuera del túbulo).

La energía necesaria para la reabsorción de sodio en la sangre utiliza el 80 por ciento del oxígeno consumido por el riñón y representa un octavo del consumo de oxígeno de una persona en reposo. No hay evidencia de transporte activo de agua, y el gran volumen de reabsorción de agua ocurre pasivamente en respuesta al movimiento de sodio. Dado que el sodio es cuantitativamente el mayor soluto osmóticamente activo, el efecto general es mantener el fluido que permanece en el lumen tubular, aunque muy reducido en volumen, aproximadamente isosmótico con el filtrado glomerular original.

La reabsorción activa de sodio (un ion cargado positivamente) en la sangre deja el líquido que queda en el túbulo proximal electronegativo con respecto a los fluidos peritubulares. Esto proporciona una fuerza impulsora para el transporte reabsortivo de iones cargados negativamente tales como cloruro, bicarbonato y solutos orgánicos. La reabsorción de moléculas neutras como la urea en la sangre también es impulsada por el transporte de sodio activo.

Debido a que el epitelio tubular es menos permeable a la urea y la creatinina que al agua o al cloruro, sin embargo, el movimiento pasivo libre de agua del lumen tubular conduce a una concentración luminal creciente de urea (es decir, por encima de la concentración en el filtrado original Con plasma). Como resultado, una menor proporción de urea o creatinina filtrada que de sodio o agua se reabsorbe en la sangre, lo que resulta en la eliminación de una cantidad considerable en la orina.

Reabsorción del bucle de Henle

Aproximadamente un tercio del volumen del filtrado glomerular entra en la extremidad descendente del bucle de Henle. Este fluido es isosmótico con el plasma. Las características de reabsorción de la extremidad delgada y descendente y las de la curva del lazo difieren mucho de las del miembro grueso ascendente. El delgado epitelio que recubre la extremidad delgada es permeable al agua y al soluto y no tiene poder de transporte activo.

Por consiguiente, el fluido que entra en el miembro y la curva del bucle adquiere la concentración del fluido del fluido peritubular intersticial circundante. En contraste, la gruesa extremidad ascendente alineada por células más altas tiene baja permeabilidad al agua ya la urea, pero transporta activamente sodio y cloruro en el fluido peritubular alrededor de ambos miembros. Como resultado, este fluido en las regiones medular y cortical profunda del riñón se vuelve altamente concentrado, alcanzando concentraciones de hasta cuatro veces la del plasma (1.200 mosmoles por litro), debido principalmente a la acumulación de sodio y cloruro. Esta acumulación de soluto, esencial para la formación de una orina concentrada, se discute con más detalle a continuación.

Reabsorción del túbulo contorneado distal

El transporte activo de sodio fuera de la extremidad ascendente hace que el fluido que entra en el túbulo convoluto distal sea menos concentrado que el plasma. La reabsorción activa de sodio continúa a lo largo de todo el túbulo distal, y esto se extiende hasta la parte anterior del conducto colector. Dado que esta parte del nefrón es relativamente impermeable al agua, se mantiene un gran gradiente de concentración de sodio y cloruro entre el líquido luminal y el plasma, manteniéndose la concentración de sodio en el túbulo muy por debajo de la del plasma.

El fluido luminal aquí también es marcadamente electronegativo a los tejidos circundantes. El mecanismo de reabsorción de sodio parece estar directamente ligado a la secreción de potasio y de iones hidrógeno en el túbulo de la sangre y está muy influenciado por la hormona aldosterona, que es secretada por la glándula suprarrenal cuando el nivel de sodio del cuerpo es deficiente.

La concentración de orina


Como ya se indicó, el bucle de Henle es crítico para la capacidad del riñón para concentrar la orina. Se cree que la alta concentración de sal en el fluido medular se consigue en el bucle mediante un proceso conocido como multiplicación de intercambio en contracorriente. El principio de este proceso es análogo al principio físico aplicado en la conducción de gases de escape calientes pasando el gas de entrada frío para calentarlo y conservar el calor.

Ese intercambio es pasivo; Pero en el riñón el sistema multiplicador de contracorriente utiliza energía para "bombear" el sodio y el cloruro de la extremidad ascendente del bucle en el líquido medular. Desde allí ingresa (por difusión) el filtrado (isotónico con plasma) que entra en la extremidad descendente desde el túbulo proximal, elevando así su concentración un poco por encima de la del plasma.

A medida que este líquido luminal, a su vez, llega a la extremidad ascendente y posteriormente al túbulo distal, a su vez proporciona más sodio para ser bombeado hacia el interior del fluido circundante o sangre, si es necesario, y transportado (por difusión) de nuevo a la extremidad descendente; Este proceso de concentración continúa hasta que la presión osmótica del fluido es suficiente para equilibrar el poder de resorción de los conductos colectores en el bulbo, a través del cual debe pasar toda la orina final.

Esta capacidad de reabsorción en los conductos está regulada por la hormona antidiurética (ADH), que es secretada por el hipotálamo y almacenada en la glándula pituitaria posterior en la base del cerebro. En presencia de ADH, los conductos colectores medulares se vuelven libremente permeables al soluto y al agua. Como consecuencia, el fluido que entra en los conductos (en ruta a la pelvis renal y posterior eliminación) adquiere la concentración del líquido intersticial de la médula; Es decir, la orina se concentra. Por otra parte, en ausencia de ADH, los conductos colectores son impermeables al soluto y al agua; Por lo tanto, el fluido en el lumen, del cual se ha eliminado algún soluto, permanece menos concentrado que el plasma; Es decir, la orina está diluida.

La secreción de ADH por el hipotálamo y su liberación de la pituitaria posterior forma parte de un mecanismo de retroalimentación que responde a la tonicidad del plasma. Esta interrelación entre la presión osmótica plasmática y la producción de ADH está mediada por receptores específicos y sensibles en la base del cerebro. Estos receptores son particularmente sensibles a los iones sodio y cloruro. En la tonicidad normal de la sangre hay una descarga constante del receptor y una secreción constante de ADH.

Si el plasma se vuelve hipertónico (es decir, tiene una presión osmótica mayor de lo normal), ya sea por ingestión de cristaloides como sal común, o por escasez de agua, la descarga del receptor aumenta, provocando una mayor salida de ADH y más agua sale de los conductos colectores Para ser absorbido en la sangre. Si la presión osmótica del plasma se hace baja, ocurre lo contrario. Por lo tanto, la ingestión de agua diluye los fluidos corporales y reduce o detiene la secreción de ADH; La orina se convierte en hipotónica, y el exceso de agua se excreta en la orina.

La situación es compleja porque también hay receptores sensibles a los cambios en el volumen sanguíneo que inhiben reflexivamente la producción de ADH si existe alguna tendencia al volumen sanguíneo excesivo. El ejercicio aumenta la salida de ADH y reduce el flujo urinario. El mismo resultado puede ser consecuencia de trastornos emocionales, desmayos, dolor y lesiones, o el uso de ciertos medicamentos como la morfina o la nicotina.

La diuresis es un aumento del flujo de orina producido como resultado del aumento de la ingesta de líquidos, la ausencia de actividad hormonal o la toma de ciertos fármacos que reducen la reabsorción de sodio y agua de los túbulos. Si la secreción de ADH se inhibe por el consumo de exceso de agua, o por la enfermedad o la presencia de un tumor que afecta la base del cerebro, la diuresis del agua resultados; Y la velocidad de formación de orina se aproximará a la velocidad de 16 mililitros por minuto filtrada en los glomérulos. En ciertos trastornos de la pituitaria en los que la secreción de ADH está disminuida o ausente-por ejemplo, diabetes insípida- puede haber una producción fija e irreversible de una gran cantidad de orina diluida.

Secreción tubular


La única diferencia entre los mecanismos tubulares secretorios y reabsortivos radica en la dirección del transporte; Los mecanismos secretores implican la adición de sustancias al filtrado del plasma en los capilares peritubulares. La pequeña cantidad de secreción que se produce, excepto la secreción de potasio y ácido úrico, tiene lugar en el túbulo proximal. Los iones de hidrógeno también son secretados y se genera amoníaco, pero son casos especiales y se discuten a continuación bajo Regulación del equilibrio ácido-base. Como en el caso de la reabsorción, la secreción ocurre pasiva y activamente contra un gradiente electroquímico.

Varios fármacos se secretan activamente, y algunos de estos parecen compartir una vía común para que puedan competir entre sí por una cantidad limitada de energía. Esto puede convertirse en una ventaja terapéutica en el caso de la penicilina, que se elimina parcialmente por secreción tubular. El fármaco probenecid, que puede administrarse simultáneamente, compite con la penicilina en su sitio secretor y por lo tanto ayuda a elevar el nivel de penicilina en la sangre en el tratamiento de ciertas infecciones. Los compuestos endógenos (que se originan dentro del cuerpo) que se secretan también incluyen prostaglandinas, sales biliares y hipurato. El ácido úrico derivado de las nucleoproteínas pasa libremente por la barrera glomerular y normalmente se reabsorbe en gran medida en el túbulo proximal. En algunas circunstancias, sin embargo, también es secretada por otras partes del mismo túbulo convoluto.

La secreción de potasio por el túbulo distal es uno de los eventos más importantes en el riñón, ya que su control es fundamental para el mantenimiento del equilibrio general de potasio. Más del 75 por ciento del potasio filtrado es reabsorbido en el túbulo proximal y en la rama ascendente del bucle de Henle, y este porcentaje permanece prácticamente constante, independientemente de cuánto se filtre.

La cantidad eliminada en la orina, que es determinada en última instancia por la ingesta dietética, es controlada por el túbulo convoluto distal. En las personas que consumen una dieta normal, probablemente alrededor del 50 por ciento del potasio urinario es secretado en la orina por los túbulos distales; Esta cantidad se puede ajustar según la necesidad del cuerpo. Uno de los varios factores que influyen en la secreción de potasio es una hormona secretada por la corteza de la glándula suprarrenal, la aldosterona. En ausencia de aldosterona y otros mineralocorticoides (corticosteroides adrenocorticales que afectan el equilibrio de electrolitos y fluidos), la secreción de potasio se ve alterada, y cantidades potencialmente peligrosas pueden acumularse en la sangre. El exceso de aldosterona promueve la excreción de potasio.

Regulación del equilibrio ácido-base en los riñones


Las células del cuerpo derivan energía de procesos oxidativos que producen productos de desecho ácidos. Los ácidos son sustancias que se ionizan para producir protones libres, o iones de hidrógeno. Los iones de hidrógeno que derivan de ácidos no volátiles -como los ácidos láctico, pirúvico, sulfúrico y fosfórico- se eliminan en la orina. El riñón contiene mecanismos de transporte que son capaces de elevar la concentración de iones hidrógeno en la orina a 2.500 veces la del plasma o, cuando sea apropiado, bajarla a un cuarto de la del plasma.

Teóricamente, la acidificación de la orina podría producirse por la secreción de iones hidrógeno en el fluido tubular o por la absorción selectiva de una base tampón (una sustancia capaz de aceptar iones hidrógeno, por ejemplo, bicarbonato filtrado). La evidencia actual indica que tanto la filtración como la secreción son esenciales para la excreción de iones de hidrógeno y que tanto los túbulos contorneados proximal como distal están involucrados.

La mayor parte del bicarbonato filtrado en el glomérulo es reabsorbido en el túbulo proximal, del que pasa de nuevo a los capilares peritubulares. Este mecanismo está diseñado para mantener la concentración normal de bicarbonato plasmático constante en aproximadamente 25 milimoles por litro. Cuando la concentración plasmática cae por debajo de este nivel, no se elimina bicarbonato y todo el bicarbonato filtrado se reabsorbe en la sangre. Este nivel se conoce a menudo como el umbral de bicarbonato. Cuando el bicarbonato plasmático se eleva por encima de 27 milimoles por litro, el bicarbonato aparece en la orina en cantidades crecientes.

Los bordes del cepillo de las células de los túbulos proximales son ricos en la enzima anhidrasa carbónica. Esta enzima facilita la formación de ácido carbónico (H2CO3) a partir de CO2 y H2O, que luego se ioniza a iones hidrógeno (H +) e iones bicarbonato (HCO3-). El punto de partida para la reabsorción de bicarbonato es probablemente la secreción activa de iones de hidrógeno en el fluido tubular. Estos iones pueden formarse bajo la influencia de anhidrasa carbónica de CO2 liberado de la oxidación de nutrientes celulares y H2O ya en las células.

La base filtrada, bicarbonato, acepta los iones hidrógeno para formar ácido carbónico, que es inestable y se disocia para formar CO2 y H2O. La presión parcial de CO _ {2} en el filtrado aumenta, y como el CO _ {2} es altamente difusible, pasa fácilmente del líquido tubular a las células tubulares ya la sangre, o el agua se trata de la misma manera o se excreta. Mientras tanto, las células tubulares proximales reabsorban activamente el sodio filtrado, que es equilibrado por el HCO3 formado dentro de las células a partir del CO2 generado por los iones de hidrógeno en el líquido luminal. Por lo tanto, el bicarbonato realmente reabsorbido no es el que originalmente era el filtrado, pero el efecto neto es el mismo que si este fuera el caso.

Otras bases además de HCO3- pueden amortiguar los iones de hidrógeno secretados en los túbulos distales; Además, los iones pueden combinarse con el amoníaco también secretado por los túbulos. La base no bicarbonato más importante presente en el filtrado es el fosfato dibásico (Na2HPO4), que acepta iones hidrógeno para formar fosfato monobásico (NaH2PO4). Una medida de la cantidad de ion hidrógeno en la orina que está tamponada por bases tales como bicarbonato y fosfato se realiza mediante la titulación de orina con base fuerte hasta que se alcanza el pH del plasma del que se deriva el filtrado (7.4). Esto se llama la acidez titulable de la orina y por lo general suma entre 20 y 40 milimoles de H + por día.

En circunstancias normales, aproximadamente dos tercios de los iones de hidrógeno a segregar en la orina están en forma de sales de amonio (por ejemplo, cloruro de amonio). El amoníaco (NH3) no está presente en el plasma ni en el filtrado, pero se genera en las células tubulares distales y pasa al lumen probablemente por difusión pasiva en un gradiente de concentración. En el lumen, el NH3 se combina con iones de hidrógeno secretados en el túbulo para formar iones de amonio (NH4 +), los cuales son atrapados en el lumen porque las paredes lipídicas de las células tubulares son mucho menos permeables a las moléculas cargadas que a las no cargadas.

Se sabe ahora que el amoníaco se forma a partir de la hidrólisis de glutamina (un aminoácido) para formar ácido glutámico y amoníaco por la enzima glutaminasa. Una molécula adicional de amoníaco se obtiene por desaminación del ácido glutámico para formar ácido glutárico, que luego se metaboliza. Cuanto más ácida es la orina, mayor es su contenido de iones de amonio; La introducción de iones hidrógeno (por ejemplo, a partir de la dieta) estimula la producción de amonio por las células tubulares. El amonio se excreta en la orina como sales de amonio de los aniones sobrantes (iones negativos) tales como cloruro, sulfato y fosfato, ahorrando así la retención de otros cationes (iones positivos) como sodio o potasio.

En resumen, la secreción de iones hidrógeno puede considerarse en tres fases. La primera ocurre en el túbulo proximal, donde el resultado neto es la reabsorción tubular de bicarbonato filtrado. La segunda y tercera fases tienen lugar en el túbulo distal, donde se forman fosfatos monobásicos y sales de amonio. La secreción total de células tubulares del ion hidrógeno es, por tanto, la suma de acidez titulable, la cantidad de ion amonio excretado y la cantidad de ion bicarbonato reabsorbido. El último se puede evaluar calculando la cantidad de bicarbonato filtrado (es decir, la concentración en plasma de bicarbonato x tasa de filtración glomerular y restando cualquier bicarbonato excretado en la orina). La secreción total de iones de hidrógeno asciende normalmente a 50-100 milimoles por día, pero puede aumentar considerablemente por encima de esta en los trastornos asociados con el exceso de producción de ácido, como la diabetes.

Volumen y composición


El volumen y la composición de la orina normal varían mucho de un día a otro, incluso en individuos sanos, como resultado de la ingesta de alimentos y líquidos y de la pérdida de fluidos a través de otros canales afectados por las condiciones ambientales y el ejercicio. El volumen diario es de 1.5 litros (1.5 litros) con un rango de 1-2.5 litros, pero después de sudoración abundante puede caer tan bajo como 500 mililitros, y después de la ingesta de líquido en exceso puede llegar a tres litros o más. También hay variación dentro de un período de 24 horas. La excreción se reduce en las primeras horas, máximo durante las primeras horas después del aumento, con picos después de las comidas y durante las primeras etapas del esfuerzo. La orina producida entre la mañana y la noche es de dos a cuatro veces el volumen de la noche. La secreción excesiva de orina (poliuria) de la enfermedad renal crónica es típicamente nocturna.

El volumen de orina se regula para mantener la concentración osmótica plasmática constante, para controlar el contenido total de agua de los tejidos, y para proporcionar un vehículo para la excreción diaria al exterior de unos 50 gramos de sólidos, principalmente urea y cloruro sódico. En un hombre que ingiere 100 gramos de proteína y 10 gramos de sal al día, la orina contendrá 30 gramos de urea y 10 gramos de sal; Hay muchos otros posibles constituyentes, pero suman menos de 10 gramos en total.

Algunos constituyentes urinarios -los productos del metabolismo de las sustancias nitrogenadas obtenidas de los alimentos- varían ampliamente en relación con la composición de la dieta; Por lo tanto la excreción de urea y sulfato depende del contenido en proteínas de la dieta. Una dieta alta en proteínas puede producir una salida de 24 horas de 17 gramos de nitrógeno, una dieta baja en proteínas del mismo valor calorífico de sólo tres a cuatro gramos.

Sistema renal (sistema urinario) - anatomía y fisiología


Normalmente, la orina es clara. Puede ser turbio de fosfato de calcio, que se borra si se añade ácido acético. Los depósitos microscópicos incluyen moldes ocasionales, que se asemejan vagamente en forma a los túbulos renales de cuyo revestimiento han sido derramados. Un olor amoniacal es el resultado de la descomposición de la urea al amoniaco por las bacterias y está comúnmente presente en los pañales de los bebés. Ciertos alimentos y medicamentos pueden causar olores distintivos. El color de la orina depende de su concentración, pero es normalmente un amarillo claro claro del pigmento urochrome, un producto final del metabolismo de la proteína. También hay rastros de otros pigmentos: urobilina y uroeritrina. El color puede ser influenciado también por vitaminas, tintes alimentarios, remolacha y ciertos medicamentos.

La gravedad específica de la orina puede variar entre 1.001 y 1.04, pero usualmente es 1.01-1.025. Dicha variación es normal, y una baja gravedad fija fija es una indicación de enfermedad renal crónica. Si la ingesta de líquidos se detiene durante 24 horas, un riñón normal secretará orina con una gravedad específica de al menos 1,025. Hay un límite a los poderes de concentración del riñón, de modo que la orina rara vez es más de cuatro veces más concentrada que el plasma. Con el fin de excretar su carga de soluto normal, los riñones necesitan una cantidad de agua mínima de 850 mililitros como vehículo; Este volumen se denomina a menudo volumen mínimo obligatorio de orina. Si esto no está disponible de la ingesta, tiene que ser retirado de los tejidos, causando deshidratación; Pero la ingesta habitual está muy por encima del mínimo y la orina rara vez está en su máxima concentración posible. La reacción de la orina suele ser ácido, con un rango general de pH de 4 a 8 (el pastel de limón tiene un pH de 2,3, el valor 8 es ligeramente alcalino, aproximadamente igual al pH de una solución al 1 por ciento de bicarbonato sódico).

Las proteínas extrañas de peso molecular inferior a 68.000 se excretan en la orina, mientras que las del plasma se mantienen en el cuerpo. Sin embargo, si los riñones están dañados por enfermedades o toxinas, los glomérulos transmitirán parte de la albúmina y globulina séricas normales y la orina se coagulará al calentarse. Normalmente, la orina contiene sólo cantidades muy pequeñas de proteína (menos de 50 miligramos por 24 horas); Sin embargo, el contenido de proteínas en la orina se incrementa después del ejercicio, durante el embarazo y en algunas personas al estar de pie (albuminuria ortostática). La pérdida de proteínas puede aumentar considerablemente en ciertas enfermedades renales crónicas; En el síndrome nefrótico puede incluso llegar a 50 gramos en un período de 24 horas. Ciertas proteínas específicas y fácilmente identificables aparecen en la orina en enfermedades asociadas con el crecimiento excesivo de células que producen inmunoglobulinas.

La glucosa se encuentra en la orina en la diabetes mellitus. En algunas personas sanas, sin embargo, también puede haber una cantidad anormal de glucosa en la orina debido a un umbral bajo para la reabsorción tubular, sin ninguna alteración del metabolismo de la glucosa. Lactosuria (cantidad anormal de lactosa en la orina) puede ocurrir en las madres lactantes. Los cuerpos cetónicos (acetona, ácido acetoacético) están presentes en trazas en la orina normal, pero en cantidad en la diabetes severa no tratada y en la inanición relativa o real de los carbohidratos; Por ejemplo, en una persona con una dieta rica en grasas.

La orina puede contener hemoglobina o sus derivados después de la hemólisis (liberación de la hemoglobina de los glóbulos rojos), después de la transfusión de sangre incompatible y en la malaria maligna (fiebre de agua negra). La sangre fresca puede derivar de sangrado en el tracto urinario. Las sales biliares y los pigmentos aumentan en la ictericia, particularmente la variedad obstructiva; Urobilina se incrementa mucho en ciertas enfermedades como la cirrosis del hígado.

Las porfirinas están normalmente presentes sólo en cantidades diminutas, pero pueden aumentar en la porfiria congénita, una enfermedad caracterizada por sensibilidad a la luz solar o por locura. La presencia de porfirinas también puede aumentar después de la ingestión de sulfonamidas y algunos otros fármacos.

Las cantidades normalmente pequeñas de aminoácidos en la orina pueden aumentar mucho en la enfermedad hepática avanzada, en el fracaso de la reabsorción tubular y en ciertas enfermedades debidas a errores innatos del metabolismo de las proteínas. La fenilcetonuria, una enfermedad identificada por la presencia de ácido fenilpirúvico en la orina, se debe a la falta de la enzima fenilalanina hidroxilasa, de modo que la fenilalanina se convierte no en tirosina sino en ácido fenilpirúvico.

La presencia de este ácido en la sangre y los tejidos causa retraso mental; Se puede detectar fácilmente si se prueba la orina de cada recién nacido. La restricción de fenilalanina en la dieta en tales casos puede ser beneficiosa. La alcaptonuria, una enfermedad identificada por la presencia de ácido homogentisico en la orina, se debe a la falta de la enzima que cataliza la oxidación del ácido homogentisico; Los depósitos del ácido en los tejidos pueden causar artritis crónica o enfermedad espinal. Otros trastornos de este tipo son la cistinuria, la presencia del aminoácido cistina en la orina, cuando la vejiga puede contener cálculos de cistina; Y la enfermedad de jarabe de arce, otro trastorno que implica niveles anormales de aminoácidos en la orina y plasma sanguíneo.

Recolección y emisión de orina


Desde las nefronas la orina entra en los últimos 15 ó 20 túbulos colectores que se abren sobre cada papila de la médula renal, proyectándose en un cáliz menor. Éstos se abren en dos o tres cálices principales, y éstos a su vez se abren en la pelvis renal, que se conecta con la parte superior expandida del uréter.

La orina se pasa por el canal de la pelvis renal y el uréter por una sucesión de ondas peristálticas de contracción que comienzan en las fibras musculares de los cálices menores, viajan hacia los cálices principales y luego a lo largo del uréter cada 10-15 segundos. Cada onda envía orina a través del orificio ureteral a la vejiga en chorros discontinuos; Estos se pueden ver a través de un cistoscopio si se inyecta un colorante en el torrente sanguíneo.

La gravedad ayuda a este flujo descendente, que es más rápido cuando se está erguido. Aunque el panorama general sugiere que hay un marcapasos (un conjunto de células especializadas capaces de contracciones rítmicas) cerca de la unión pelviureterica, esto nunca se ha demostrado satisfactoriamente en el tejido. La presión en la pelvis renal es normalmente baja, pero la capa de músculo liso del uréter es potente y la presión sobre un uréter obstruido puede elevarse hasta 50 milímetros de mercurio. Los uréteres son doblemente inervados por los nervios esplácnicos arriba y la red hipogástrica de abajo.

La vejiga


La vejiga es un órgano hueco de capacidad variable, con una potente capa muscular intermedia que vacía el órgano cuando se contrae, y dos esfínteres musculares que mantienen la salida cerrada en todos los demás momentos. Esta capa de músculo liso constituye el poderoso músculo detrusor. En la base de la vejiga, la región del cuello de la vejiga o trígono está demarcada por los dos orificios ureterales y la abertura interna de la uretra. Las fibras musculares rodean la abertura uretral para formar el esfínter interno, que está bajo control involuntario. El esfínter externo consta de dos capas de músculos estriados bajo control voluntario.

La membrana mucosa que recubre la vejiga es distensible; Se hinca en el órgano vacío y se suaviza en la distensión. En la micción, el músculo longitudinal de la vejiga se acorta para ensanchar el cuello de la vejiga y permitir que la orina entre en la uretra. La uretra normalmente no contiene orina excepto durante el acto de la micción, permaneciendo las paredes sumergidas por el tono muscular. El esfínter externo puede mantener la continencia incluso si el esfínter interno no está funcionando.

La inervación de la vejiga y la uretra es compleja e importante. Esencialmente, hay tres grupos de nervios: (1) Los nervios parasimpáticos constituyen el suministro principal del motor al detrusor; Lo hacen contraer, elevar la presión dentro de la vejiga, relajar el esfínter interno, y causar el vaciado. Los canales parasimpáticos aferentes transmiten impulsos desde los receptores de estiramiento en la pared de la vejiga hasta los centros superiores, permitiendo conocer el estado de distensión del órgano y estimular el deseo de micción. (2) Los nervios simpáticos estimulan el cierre de los orificios ureterales e internos de la uretra y la contracción del esfínter interno, y su acción sobre el detrusor es inhibitoria; Es decir, el efecto es evitar el flujo de salida de la vejiga. Por lo tanto, los nervios simpáticos actúan para controlar la situación en la vejiga distendida hasta el punto en que la evacuación puede ser aplazada no más. Las vías aferentes en el sistema simpático transmiten sensaciones de dolor, sobredistensión y temperatura de la mucosa de la vejiga y la uretra. (3) Los nervios somáticos causan la contracción del esfínter externo; Sus fibras sensoriales transmiten información sobre el estado de distensión de la uretra posterior.

Tanto los nervios parassimpáticos como los nervios somáticos (nervio pudendo) al esfinter externo transmiten impulsos a los segundos segmentos sacra de la médula espinal, que constituyen un centro reflejo para el control de la función vesical. Este centro se conecta con centros superiores en el cerebro mediante fibras ascendentes y descendentes en la médula espinal.

Función de la vejiga en la micción


Ciertos reflejos se combinan para asegurar tanto el mantenimiento de un estado estable de retención de orina como la micción progresiva normal con vaciado completo. Cuando la presión interna de la vejiga se eleva, se contrae; Y también se contrae cuando la orina entra en la uretra.

Ambos esfínteres de la vejiga están normalmente cerrados. A medida que el órgano se llena de orina, la respuesta contráctil de la pared del músculo provoca un aumento de la presión interna. La relajación entonces ocurre como un proceso activo de ajuste de modo que el órgano puede sostener su contenido a una presión más baja. A medida que la orina continúa penetrando en la vejiga, esta subida y bajada de la presión continúa en forma escalonada, con la presión final siempre aumentando gradualmente.

Las ondas de contracción transitoria repetidas al principio son pequeñas y no se sienten conscientemente; Más tarde, los estímulos llegan al cerebro y causan dolor y un fuerte aumento de la presión. Estas contracciones mayores posteriores pueden ser inhibidas voluntariamente. El deseo de miccionarte comienza alrededor de un contenido de 400 mililitros, pero puede ser anulado voluntariamente hasta que el contenido alcance 600-800 mililitros, con una presión resultante dentro de la vejiga de hasta 100 milímetros de agua. Hasta este punto los esfínteres permanecen contraídos para mantener la salida uretral cerrada, pero finalmente el deseo de micturate se vuelve urgente e irreprimible.

Hasta ese momento, la inhibición voluntaria del detrusor y la contracción de los músculos perineales han mantenido la presión interna lo más baja posible y han evitado la fuga de orina. El umbral depende en cierta medida de la velocidad de llenado y es mayor cuando el llenado es lento; Y el entrenamiento afecta la cantidad que la vejiga puede retener. En niños pequeños la situación es menos controlable, e incluso pequeñas cantidades de orina pueden excitar la evacuación refleja. Las influencias emocionales son importantes. La ansiedad inhibe la capacidad de la vejiga para relajarse al llenarse, de modo que bajo condiciones de estrés puede haber algún paso involuntario de pequeñas cantidades de orina.

Micción


La micción es una actividad compleja, en parte refleja e inconsciente y mediada por los centros inferiores de la médula espinal y parcialmente bajo control consciente por los centros superiores del cerebro. La micción voluntaria comienza con mensajes deseados del cerebro que alcanzan la vejiga a través de las fibras motoras de los nervios pélvicos para estimular el detrusor, al mismo tiempo que relajan activamente ambos esfínteres uretrales. Pero los reflejos ya mencionados aseguran que, una vez que el proceso haya comenzado y la orina haya entrado en la uretra, la contracción del detrusor continuará y los esfínteres permanecerán relajados hasta que la evacuación esté completa y la vejiga vacía.

La evacuación es ayudada por la contracción voluntaria de una amplia gama de músculos accesorios. Los músculos de la pared abdominal se contraen para aumentar la presión sobre la vejiga desde fuera; El diafragma desciende y la respiración se mantiene; Al mismo tiempo hay relajación de los músculos del suelo perineal. Así, la iniciación voluntaria y el control de la micción se efectúan en parte mediante un proceso activo de estimulación de la salida del nervio sacro parasimpático, en parte eliminando la inhibición normal ejercida por los centros superiores en los centros reflejos de la médula espinal. Una vez iniciada, la micción es llevada a cabo por los centros inferiores y superiores que actúan en concierto; Los mensajes sensoriales de la uretra distendida en la orina también juegan un papel. De ello se sigue que incluso si la vejiga no está particularmente distendida y si el vaciado reflejo no es urgente, la vejiga puede ser evacuada por contracción voluntaria de la pared abdominal, iniciando así el proceso reflejo que, una vez iniciado, toma el relevo.

Pruebas para evaluar la función renal


Ensayos cuantitativos


Las pruebas cuantitativas importantes de la función renal incluyen las de la tasa de filtración glomerular, la depuración renal y el flujo sanguíneo renal. También se realizan pruebas para estimar la actividad tubular máxima, la masa tubular y la función tubular. Los métodos radiológicos y otros métodos de imagen son útiles técnicas diagnósticas no invasivas, y la biopsia renal es valiosa para detectar cambios patológicos que afectan a los riñones. En estudios clínicos y experimentales, una de las medidas más fundamentales de la función renal es la de la tasa de filtración glomerular (TFG).

La TFG se calcula midiendo la separación específica del cuerpo de una sustancia que se cree que se excreta únicamente por filtración glomerular. El aclaramiento renal de cualquier sustancia es el volumen de plasma que contiene la cantidad de la sustancia que es removida por el riñón en unidad de tiempo (por ejemplo, en un minuto). El espacio libre, o el volumen de plasma despejado, es un concepto artificial, ya que ninguna parte del plasma se despeja realmente de esta manera.

Sin embargo, pronto se dio cuenta de que si pudiera encontrarse una sustancia que fuese filtrada libremente por los glomérulos y que no fuera reabsorbida, metabolizada ni secretada por los túbulos renales, su depuración sería igual a la TFG. Esto es así en estas circunstancias porque la cantidad de tal sustancia excretada en la orina en un minuto sería igual a la cantidad que se ha filtrado en los glomérulos en el mismo tiempo. Si se conoce la concentración de la sustancia en el plasma (que es la misma que en el filtrado glomerular), el volumen de depuración debe representar el volumen del filtrado glomerular.

La primera sustancia identificada para ser excretada de esta manera fue el polisacárido inulina (peso molecular de aproximadamente 5.000), que se extrae de las raíces de las dalias. Aunque la inulina no se encuentra naturalmente en el plasma humano, no es tóxica y puede inyectarse o infundirse en el torrente sanguíneo. Su concentración también se puede medir con facilidad y precisión. En el macho adulto la TFG es de 125 mililitros por minuto por 1,73 metros cuadrados de superficie corporal. En la hembra adulta, los valores son aproximadamente el 85 por ciento de aquellos para el mismo área estándar de la superficie corporal. El aclaramiento de inulina se acepta ahora como el estándar para la estimación de la TFG.

El valor de separación no es lo mismo que la tasa de excreción. El aclaramiento de inulina y algunos otros compuestos no se altera aumentando su concentración plasmática, porque la cantidad de orina completamente eliminada del agente sigue siendo la misma. Pero la tasa de excreción es igual a la cantidad total excretada por mililitro de filtrado por minuto, y este valor es directamente proporcional a su concentración plasmática.

Las sustancias, como la urea, cuyo espacio libre es menor que la TFG, deben ser reabsorbidas por los túbulos renales, mientras que las sustancias cuyo espacio libre es mayor que la TFG deben ser secretadas por los túbulos renales. Desde el descubrimiento de la inulina, los investigadores han identificado un pequeño número de otras sustancias que son excretadas por el riñón de manera similar y que tienen valores de limpieza similares. Éstos incluyen la vitamina B12, que circula libre en el plasma y no unido a la proteína, y el ferrocianuro del sodio.

La depuración de la creatinina se utilizó como medida de la función renal antes de que se descubriera la inulina; Debido a que esta sustancia se encuentra naturalmente en el plasma, la depuración de creatinina todavía se utiliza ampliamente como una medida aproximada de la TFG. La creatinina se produce en el cuerpo a una tasa prácticamente constante, y su concentración en la sangre cambia poco; En consecuencia, la depuración de creatinina se mide habitualmente durante un período de 24 horas. Hay pruebas de que en los seres humanos la creatinina es secretada en la orina por los túbulos renales también; Sin embargo, la cantidad es pequeña y constante y tiene poco efecto en la medida de la TFG.

El concepto de holgura también es útil en la medición del flujo sanguíneo renal. El ácido para-aminohipúrico (HAP), cuando se introduce en el torrente sanguíneo y se mantiene a concentraciones plasmáticas relativamente bajas, se excreta rápidamente en la orina mediante filtración glomerular y secreción tubular. El muestreo de la sangre de la vena renal revela que el 90% de la HAP se elimina mediante una sola circulación de sangre a través de los riñones. Este alto grado de extracción de PAH por el riñón en una sola circulación implica que el aclaramiento de HAP es aproximadamente el mismo que el flujo plasmático renal (RPF).

El 10 por ciento de HAP que permanece en la sangre venosa renal se transmite en sangre que perfunda tejido no secretor, como tejido fibroso o grasa, o partes del túbulo que no secretan la HAP. En la práctica, este pequeño porcentaje restante se suele ignorar y el aclaramiento de la HAP se denomina flujo plasmático renal efectivo. En humanos, el aclaramiento de PAH es de aproximadamente 600 mililitros por minuto, y por lo tanto el flujo de plasma renal verdadero es de aproximadamente 700 mililitros por minuto.

La estimación de la TFG y la RPF permite calcular la proporción de plasma disponible que perfunda el riñón que se filtra por el glomérulo. Esto se llama la fracción de filtración y en promedio en individuos sanos es 125/600, o aproximadamente 20 por ciento. Así, alrededor de una quinta parte del plasma que entra en las hojas del glomérulo como filtrado, los cuatro quintos restantes continúan en las arteriolas eferentes glomerulares. Esta fracción cambia en una serie de trastornos clínicos, especialmente la hipertensión.

Ya se ha hecho referencia al hecho de que los túbulos renales poseen una capacidad limitada para realizar algunas de sus funciones. Este es el caso, por ejemplo, en su capacidad para concentrar y diluir la orina y para lograr un gradiente de iones de hidrógeno entre la orina y la sangre. El poder de concentración se puede probar privando al individuo de agua por hasta 24 horas, o, más simplemente, introduciendo un análogo sintético de ADH en cada fosa nasal. La prueba de privación de agua evalúa la capacidad del individuo para producir ADH y la sensibilidad del mecanismo de concentración renal a la ADH circulante. El uso de un análogo de ADH evalúa solamente la sensibilidad de los túbulos renales a la hormona.

Los límites de la capacidad renal para excretar ácido y establecer un gradiente de la concentración de iones hidrógeno entre plasma y orina se ha mencionado anteriormente. El poder de la acidificación de la orina se calcula mejor mediante la medición del pH de la orina después de la administración de cloruro de amonio en dosis divididas durante dos o tres días. Otras funciones específicas que se prueban incluyen la capacidad del individuo para conservar sodio, potasio y magnesio. En general, estas pruebas se llevan a cabo mediante la administración de dietas que son deficientes en estos electrolitos y luego la estimación de la tasa mínima de excreción después de varios días.

Investigaciones radiológicas y de otro tipo


Las técnicas de imagen se utilizan para determinar el sitio anatómico, la configuración y el nivel de funcionamiento de los riñones, la pelvis y los uréteres. Una radiografía simple casi siempre precede a cualquier otra investigación más elaborada, de manera que el tamaño, el contorno y posición de los dos riñones, así como información sobre la presencia o ausencia de piedras o zonas de calcificación renales que contienen calcio puede determinarse .

La urografía por excreción es uno de los métodos más simples de definir estos aspectos con mayor precisión, aunque este método radiológico está dando paso a métodos no invasivos de imagen como la ecografía y la resonancia magnética. La urografía de excreción puede utilizarse para proporcionar información sobre la estructura y la función del sistema renal. En esta prueba los riñones se observan en los rayos X después de la inyección intravenosa de un compuesto radiopaco que se excreta en gran parte por filtración glomerular dentro de una hora de la inyección.

Una serie de imágenes de rayos X (nefrogramas) indica entonces cuándo aparece primero la sustancia de contraste y revela la densidad radiográfica creciente del tejido renal. Los rayos X también indican la posición, el tamaño y la presencia de cicatrices o tumores en los órganos y proporcionan una comparación aproximada de la función en los dos riñones. Finalmente el tinte se recoge en la vejiga, revelando cualquier ruptura o tumor en este órgano.

La obstrucción del flujo de orina también puede ser revelada por distensión del sistema caliciano por encima del sitio de obstrucción. Esto se detecta más claramente por urografía, en la que el medio de contraste se inyecta a través de un cateter fino introducido directamente en la pelvis del riñón o en el orificio ureteral visualizado durante la cistoscopia. Un cistograma miccional (cistouretrograma miccional [VCUG]) implica la inyección de sustancia de contraste en la vejiga y es de importancia en la investigación de la infección del tracto urinario en la infancia. Puede mostrar el reflujo de la orina desde la vejiga hacia arriba en los uréteres o los riñones en la micción. Debido al riesgo de radiación para las gónadas este examen debe realizarse sólo en ciertos pacientes.

Un renograma radiactivo implica la inyección de compuestos radiactivos que son concentrados y excretados por el riñón. La radiación puede ser detectada colocando contadores de centelleo gamma externamente sobre los riñones en la parte posterior; Los conteos, transcritos en papel gráfico en movimiento, producen curvas características del tiempo para la función normal y desordenada.

Se puede obtener una imagen de la circulación renal introduciendo una sustancia radiopaca en las arterias renales a través de un tubo de catéter situado a través de una arteria más periférica en la zona de la ingle. El material de contraste produce un angiograma renal, mostrando el árbol vascular renal. La técnica es especialmente valiosa para demostrar la presencia de estrechamiento localizado u obstrucciones en la circulación o de dilataciones localizadas (aneurismas). Los tumores, que tienden a ser bien vascularizados, también se distinguen de los quistes, que no están bien suministrados con sangre. Los catéteres con punta de globo se pueden utilizar para detener el sangrado activo o para introducir un stent de soporte, que se coloca permanentemente dentro de una arteria para estabilizar un vaso debilitado o para mantener abierto un vaso estrechado.

La ecografía y la resonancia magnética tienen la ventaja de no ser invasivas y, por lo tanto, presentan poco riesgo para el paciente. Son útiles para detectar tumores del riñón o estructuras adyacentes y para distinguir tumores de quistes. Se pueden infundir agentes de contraste especiales (por ejemplo, gadolinio) antes de un examen de MRI para evaluar las características metabólicas de los tejidos y facilitar el examen del flujo sanguíneo a un tumor. Esto puede ayudar a diferenciar entre tumores benignos y cancerosos. Las técnicas de ultrasonido son comparativamente simples y han sustituido a otros métodos para detectar la presencia de riñones policísticos, así como para proporcionar una evaluación inicial del riñón.

Biopsia renal


El examen visual, generalmente microscópico, de un espécimen de tejido renal extraído de un paciente vivo (biopsia renal) es el único método de investigación que proporciona datos histológicos exactos sobre la estructura renal. El material para el examen generalmente se obtiene insertando una aguja especial a través de la piel de la espalda en la sustancia renal y retirando un fragmento de tejido. Generalmente no se requiere anestesia general, el procedimiento ocupa sólo unos minutos. La biopsia renal ha sido valiosa para aclarar varios trastornos renales, especialmente los que afectan a los glomérulos, y para revelar su pronóstico y evolución natural. La complicación grave y potencialmente grave de la biopsia es el sangrado excesivo, pero esto es raro. Sin embargo, el procedimiento no está justificado si el paciente posee sólo un riñón o sufre de un trastorno hemorrágico o de una presión arterial alta grave e incontrolada.

El papel de las hormonas en la función renal


Ciertas hormonas y sustancias similares a hormonas están íntimamente relacionadas con la función renal. Algunos de estos, como la ADH (o vasopresina), se producen fuera del riñón y viajan al riñón a través de la sangre como mensajeros químicos. Otros se producen dentro del riñón y parecen ejercer sólo un efecto local. El papel de la ADH en el control de la diuresis ya ha sido discutido. ADH regula la excreción de agua aumentando la permeabilidad de los conductos colectores al agua y la sal y acelerando el agua y la transferencia de iones en una dirección determinada por el gradiente osmótico. Los receptores en la base del cerebro forman parte del mecanismo de retroalimentación que (1) estimula la salida de ADH si la concentración osmótica de fluido extracelular (ECF) es alta, para concentrar la orina, y (2) reduce la producción de ADH y así Diluye la orina si la concentración osmótica de ECF y de plasma cae.

Las hormonas de la corteza suprarrenal también son importantes para influir en la función renal, directa o indirectamente. En situaciones de estrés, como después de una lesión o una operación quirúrgica, la producción de hidrocortisona y otros corticosteroides se incrementa porque las glándulas suprarrenales son estimuladas por la adrenocorticotropina (ACTH), una secreción de la glándula pituitaria. La hidrocortisona aumenta la descomposición de proteínas y, en consecuencia, la producción de nitrógeno en la orina, y afecta al metabolismo del agua; La falta de hidrocortisona reduce el poder del riñón para hacer frente a las cargas normales de agua.

La hormona también promueve la retención de sodio y la pérdida de iones de potasio e hidrógeno por el riñón. La aldosterona influye en el metabolismo electrolítico facilitando la reabsorción de los iones sodio en los túbulos distales, también a expensas del hidrógeno y de la excreción de potasio. La acción de la aldosterona se ha descrito como cebado de la bomba de reabsorción de sodio; Es la hormona suprarrenal más importante para la función tubular. También influye en la capacidad del intestino para absorber sodio, y por lo tanto su nivel de producción influye profundamente en el equilibrio general de sodio. La deficiencia de aldosterona permite una pérdida constante de sodio en la orina, causando una caída en la presión arterial que puede resultar en desmayo.

La acción de las glándulas paratiroides es aumentar el calcio sanguíneo mediante la movilización de calcio de los huesos y otras fuentes; Si esta hormona funciona en exceso, como en los tumores de las glándulas, la pérdida urinaria de calcio es mucho mayor y cálculos de calcio tienden a formarse en los riñones y la vejiga. La hormona paratiroidea también aumenta la excreción renal de fosfato y acelera la conversión de la vitamina D hidroxilada a la forma deshidroxilada en el riñón. La hormona de crecimiento pituitaria facilita la síntesis de proteínas y disminuye la pérdida de nitrógeno en la orina. Las hormonas sexuales estrógeno y progesterona ejercen una actividad mal definida en cuanto al metabolismo de la sal y del agua.

El aparato yuxtaglomerular (JGA), que consiste en un manguito asimétrico de grandes células granulares en la pared de la arteriola aferente cerca de su entrada en la cápsula del nefrón, contiene renina en los gránulos de las células. La renina es una verdadera secreción interna del riñón. Al entrar en el plasma actúa como una enzima que induce a una de las globulinas del plasma a producir la angiotensina I, que es inactiva, y que da lugar a su vez a la angiotensina II, el agente más potente para constriñir los vasos sanguíneos y elevar la presión sanguínea. La formación de renina en la JGA es inducida por una caída en la presión arterial e inhibida por un aumento. Cuando la presión disminuye, la producción de angiotensina II eleva la presión y también excita la liberación de aldosterona de la corteza suprarrenal. Este proceso es otro ejemplo de un mecanismo de realimentación análogo al que controla la salida de ADH.

Entre las prostaglandinas, un grupo de ácidos grasos hormonales sintetizados en todo el cuerpo, los que se encuentran en los tejidos renales parecen ejercer influencia local sobre diversos aspectos de la función renal. A diferencia de las verdaderas hormonas, las prostaglandinas no son transportadas lejos de su lugar de origen por la sangre. Las células del conducto intersticial y colector del riñón producen una prostaglandina característica, PGE2, y la corteza renal produce PGI2, o prostaciclina. Las prostaglandinas renales interactúan con el sistema renina-angiotensina de varias maneras.

La corteza renal prostaglandina PGI2 media la liberación aumentada de renina en respuesta a la disminución del flujo sanguíneo renal. La angiotensina formada posteriormente en el plasma estimula la producción de la prostaglandina de las células intersticiales y del conducto (PGF2), que por sí misma inhibe la vasoconstricción inducida por la angiotensina. Por esta razón se cree que la prostaglandina de la corteza renal es un vasodilatador importante, manteniendo el flujo sanguíneo renal cuando está amenazado (por ejemplo, después de la pérdida de sangre). Las prostaglandinas también pueden inhibir la acción de la ADH en el túbulo distal y los conductos colectores, y la prostaglandina de las células intersticiales y del conducto puede tener un efecto directo en la inhibición de la reabsorción tubular renal de sodio; Sin embargo, no se conoce la importancia relativa de estas diferentes acciones en el ser humano sano.

Otra sustancia que causa la dilatación de los vasos sanguíneos, la enzima calicreína, también puede ejercer una influencia en el flujo sanguíneo renal. La calicreína es secretada por los túbulos renales y se añade a la orina en los túbulos distales. Activa la conversión de kininogen a bradykinin, que es también un potente vasodilatador. La bradiquinina es inactivada por una quinasa, que también convierte la angiotensina I en angiotensina II, una sustancia que causa la constricción de los vasos sanguíneos. Así, la misma enzima que inactiva la vasodilatadora bradiquinina cataliza la producción del vasoconstrictor angiotensina II. Esta relación sugiere de nuevo un sistema de control interno delicadamente equilibrado.

La dopamina es una hormona renal putativa que puede afectar el equilibrio de la sal. Se cree que los nervios simpáticos que viajan al riñón, cuyos terminales liberan catecolaminas como la norepinefrina, son importantes para controlar la reabsorción de sales tubulares. Los riñones humanos trasplantados funcionan adecuadamente a pesar de la falta de suministro de nervios y por lo tanto los nervios renales no son esenciales. Sin embargo, debido a que la dopamina (también una catecolamina liberada en las terminaciones nerviosas simpáticas) está presente en la orina en cantidades muy superiores a la cantidad que puede ser filtrada de la sangre, se puede deducir que se forma alguna dopamina dentro del riñón.

Se cree ahora que la dopamina se forma enzimáticamente dentro del riñón a partir de su precursor, la L-dopa, que circula libremente en la sangre, y que sólo las pequeñas cantidades son liberadas por las terminaciones nerviosas simpáticas. La dopamina es una sustancia natriurética potente (es decir, una capaz de aumentar la pérdida de sal urinaria) y vasodilatadora renal. Su papel en el equilibrio de la sal, la función renal y el control de la presión arterial sigue siendo especulativo.

La hormona identificada más recientemente que influye en la función renal es secretada por células especiales de "receptor de estiramiento" en las aurículas del corazón en respuesta a un aumento de la presión auricular, como durante la insuficiencia cardíaca. Esta hormona, llamada péptido natriurético auricular (ANP), ejerce un efecto vasodilatador en el riñón y también reduce la reabsorción tubular de sodio. Ambas acciones producen una mayor eliminación urinaria de sal y agua y tienden a restaurar la presión auricular hacia la normal. Es probablemente una hormona importante que controla el volumen del líquido extracelular.

Consideraciones biológicas


Durante la mayor parte del período de gestación, la tasa de filtración glomerular (TFG) se incrementa en un 50 por ciento, lo que corresponde a un aumento del flujo sanguíneo renal de hasta el 25 por ciento en los tres meses de embarazo. La glicosuria es frecuente y se debe a una mayor carga de glucosa del filtrado; Hay algo de retención de sodio con una tendencia a la acumulación anormal de líquido seroso (edema), y algunas proteínas pueden aparecer en la orina. Los cambios anatómicos incluyen el agrandamiento y la dilatación de la pelvis y los uréteres, causados ​​por la acción hormonal y la obstrucción ureteral parcial por el útero grávido. Estos cambios pueden ser responsables de la mayor susceptibilidad a la infección del tracto urinario durante el embarazo.

Los riñones del feto comienzan a funcionar bien antes del nacimiento, como lo indica un aumento constante del contenido de urea y ácido úrico del líquido amniótico en el que el feto existe; El feto probablemente ingiere fluido y lo anula como orina. Pero incluso al nacer, la mitad del trabajo de excreción se sigue realizando a través de la circulación placentaria y de los riñones maternos, y esta dependencia se acorta abruptamente. La función renal está lejos de desarrollarse completamente en el recién nacido.

La tasa de filtración glomerular es sólo de unos 30 mililitros por minuto por metro cuadrado de superficie corporal, en comparación con 75 en el adulto, y la función tubular no alcanza el rendimiento de adultos hasta el final del primer año. La producción de orina de 24 horas es de sólo unos 20 mililitros; La producción de agua y la depuración renal de sodio, potasio y fosfato es baja; La orina es diluida ya menudo contiene proteínas. Debido a que el riñón tiene una capacidad tan baja para excretar sólidos, el niño está expuesto al efecto deshidratante de vómitos y diarrea, que inducen fácilmente insuficiencia renal.

Hay un aumento de la producción de orina al comienzo del ejercicio muscular, debido a la estimulación general de la circulación, pero una caída posterior con la fatiga y la sudoración causada por el esfuerzo prolongado severo. Se ha mencionado el ritmo de 24 horas en la producción. La pequeña salida en las horas tempranas de la mañana es una conveniencia práctica para prevenir la perturbación del sueño. Si el ritmo natural del sueño se invierte, como al trabajar en turno de noche, el electrolito y la salida de agua siguen su ejemplo. La orina es ácida por la noche y se vuelve menos o alcalina al levantarse. La producción es máxima durante las primeras horas de vigilia y aumenta después de las comidas. Debido a toda esta variación en la producción de agua y de soluto, cualquier estudio analítico de los componentes de la orina debe realizarse sobre muestras obtenidas durante un período de 24 horas.

Bibliografía:

Tórtora y Derrickson. Principios de anatomía y fisiología (onceava edición)

https://www.britannica.com

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