Apuntes On Line - Sistema Renal

Los riñones humanos son estructuras pares de color rojo oscuro, en forma de haba, que miden uno 10 cm de largo y tienen, aproximadamente, el tamaño de un puño. Están localizados justo por debajo del diafragma, en la cavidad abdominal, uno a cada lado de la columna vertebral, en la región lumbar, siendo el riñon derecho algo más bajo. Presentan un borde externo convexo y un borde interno cóncavo. Este último ostenta un hueco denominado hilio, por donde entran y salen los vasos sanguíneos. En el lado anterior se localiza la vena renal que recoge la sangre del riñón, y en la parte posterior la arteria renal que lleva la sangre hacia el riñones. Más atrás se localiza el uréter, un tubo que conduce la orina hacia la vejiga. El hilio nace de una cavidad más profunda, el seno renal, donde el uréter se ensancha formando un pequeño saco denominado pelvis renal. En su interior se distinguen dos zonas: la corteza renal, de color amarillento y situada en la periferia, y la médula renal, la más interna; es rojiza y presenta estructuras en forma de cono invertido cuyo vértice termina en las papilas renales. A través de estas estructuras la orina es transportada antes de ser almacenada en la pelvis renal. En la parte superior, cada riñón lleva adosada una glándula endocrina (produce sustancias vitales en el interior del cuerpo) que se llama glándula suprarrenal.

La corteza recibe la mayor parte del flujo sanguíneo y por lo tanto, cuando un tóxico llega al riñón éste alcanza primeramente la corteza.

La médula constituye la parte menor del riñón y una porción menor de sustancias tóxicas alcanzan esta región. Sin embargo los tóxicos que llegan pueden causar daños considerables, debido a que en esta región se incrementa grandemente su concentración cuando se reabsorbe el agua en que llegan disueltos.

Los riñones cumplen muchas funciones entre ellas; la excreción de desechos, la regulación de la homoestasis total del cuerpo, la regulación del volumen de los fluidos extracelulares y la composición de los electrolitos. Desempeñan un papel importante en la síntesis de hormonas que influyen en funciones metabólicas sistémicas, entre ellas están la eritropoietina, la 1,25-di-OH-vitamina _D3, la renina y varios prostanoides vasoconstrictivos.

Los riñones extraen líquido de la sangre, por un proceso de filtración, y luego reducen el volumen de este líquido, llamado filtrado, y modifican su composición, con lo que se forma la orina. Esta abandona cada riñón por un largo y delgado conducto llamado ureter. Los dos uréteres desembocan en una bolsa localizada en la región pélvica, llamada vejiga urinaria; desde allí la orina pasa a un último conducto, llamado uretra, por donde abandona el cuerpo.

Su salida se encuentra en la vulva en las mujeres y en la punta del pene, en los hombres.

* ¿De qué manera está organizado el riñón para procesar la sangre y producir orina?

La unidad estructural y funcional del riñón es la nefrona,derivadas de los metanefridios (que aparecen en los anélidos), compuesta por un corpúsculo renal, que contiene glomérulos, agregaciones u ovillos de capilares, rodeados por una capa delgada de revestimiento endotelial, denominada cápsula de Bowman y situada en el extremo ciego de los túbulos renales. Los túbulos renales o sistema tubular transportan y transforman la orina en lo largo de su recorrido hasta los túbulos colectores, que desembocan en las papilas renales.

Entre las principales funciones que realiza el riñón, para contribuir a mantener el equilibrio del organismo, es sin duda la filtración glomerular. Grandes cantidades de ultrafiltrado libre de proteínas, son elaborados diariamente en los glomérulos. El ultrafiltrado glomerular que en el ser humano representa 180 litros/día, corresponde a un volumen cuatro veces mayor al volumen hídrico total del organismo, más de diez veces el volumen del líquido extracelular y cien a doscientas veces la cantidad de agua ingerida diariamente. El hecho de que esta enorme cantidad de líquido circule diariamente a través del capilar glomerular y penetre en el túbulo proximal implica varias condiciones relacionadas con el proceso de filtración glomerular.

La filtración glomerular se produce por la interacción de diferentes fuerzas físicas. El volumen de filtración glomerular está determinado, por una parte, por la diferencia entre la presión hidrostática y coloidosmótica transcapilares, y, por otra parte el coeficiente de ultrafiltración.

La presión hidrostática transcapilar es la diferencia entre la presión hidrostática en el interior del capilar glomerular y la que existe en el espacio de Bowman, diferencia que favorece el proceso de filtración glomerular. La presión coloidosmótica transcapilar es la diferencia que existe entre la presión coloidosmótica en el capilar glomerular, menos la presión coloidosmótica que existe en el espacio de Bowman, diferencia que tiende a oponerse a la filtración glomerular. La presión neta de filtración (Puf) puede expresarse en la siguiente fórmula:

(Pcg = presión hidrostática capilar glomerular; Peb = Presión espacio de Bowman; ncg = Presión coloidosmótica capilar glomerular)

El flujo plasmático renal (FPR) no aparece explícitamente en las fórmulas que regulan la filtración glomerular, su acción es evidente, ya que influye de manera decisiva en los cambios de la presión coloidosmótica a lo largo de los capilares. Por lo tanto el volumen de la filtración glomerular depende de los flujos sanguíneo y plasmático renales. Pero a pesar de ello el FPR y la FG se mantienen constantes gracias a los mecanismos de autorregulación para los valores de presión arterial media situados entre 80 y 180 mm de Hg. Por debajo de 80 mm de Hg. el FPR y la FG disminuyen en forma proporcional, por debajo de 50 mm no hay filtración glomerular.

La filtración glomerular puede ser modificada por la acción de numerosas sustancias vasoactivas. La angiotensina II ocasiona una disminución de la FG asociada a un descenso del flujo plasmático renal por vasoconstricción. La noradrenalina también otro vasoconstrictor que provoca disminución del FPR, su efecto sobre la FG es menos significativa. Las prostaglandinas (PGE1) y otros vasodilatadores renales (acetilcolina, bradicinina) ocasionan un incremento del FPR, pero su influencia sobre la FG es poco importante.

En el hombre el filtrado glomerular es alrederor de 120 ml/min. La FG disminuye por los siguientes motivos a) disminución de la presión hidrostática intracapilar (hipotensión). b) el aumento de la presión coloidosmótica del plasma (deshidratación), c) aumento de la presión en el espacio de Bowman (obstrucción urinaria) d) disminución del flujo sanguíneo renal (insuficiencia cardíaca), e) dsiminución del coheficiente de ultrafiltración (enfermedad renal intriseca).

Normalmente de los 600 ml de plasma que fluyen por los riñones en un minuto, se filtran 120 ml, este ultrafiltrado llega al túbulo contorneado proximal, asa de Henle, túbulo contorneado distal y tubo colector, en todo ese recorrido sufre una serie de modificaciones en su composición, hasta la formación de orina final, para ello se vale de mecanismos de transporte iónico de reabsorción tubular, secreción y excreción tubular, estos movimientos iónicos pueden ser activos o pasivos.

Conforme el filtrado glomerular circula a lo largo del túbulo renal la mayor parte del agua y de los solutos sufren de un proceso de reabsorción desde la luz tubular hacia los capilares peritubulares. Esta reabsorción se caracteriza por ser cuantitativamente elevada, asi el agua se filtra en el glomérulo en el lapso de 24 horas, la cantidad de 180 litros, reaborbiéndose en los túbulos 178.5 litros, eliminándose con la orina aproximadamente 1.5 litros. Otras sustancias como la glucosa, aminoácidos son reabsorbidos casi totalmente, la urea se reabsorbe solo parcialmente, eliminándose con la orina en cantidades variables.

La mayor parte de los iones existentes en el filtrado glomerular como el sodio, cloro, potasio, calcio, fósforo y magnesio se reabsorben casi completamente, sobre todo para mantener constante la composición química del medio interno. Otra función importante que se realiza a nivel de los túbulos renales, es la secreción tubular, constituye la vía de eliminación de difersas sustancias extrañas al organismo. La reabsorción de agua y de los solutos así como la secreción en los diferentes segmentos del túbulo se realizan en forma activa o pasiva. El transporte activo determina un consumo de energía, ello implica siempre consumo de oxígeno, producción de CO₂ y liberación de lactato, la energía proviene del metabolismo celular y es utilizada por las bombas de transporte. Las bombas son del tipo ATPasa que utiliza la energía desprendida de la hidrólisis de transformación de ATP a ADP. La energía se utiliza para el transporte de los solutos como el Na+; Ca++; o el H+ fuera de la célula (Bombas Na+K+ - ATPasa, Ca++ -ATPasa e H+ - ATPasa) Algunas sustancias como la glucosa, para que se realice la reabsorción requiere de mecanismos de trasnporte tubular (capacidad de transporte máximo) Tmg, que fluctúa entre 300 a 375 mg/min

En condiciones normales, toda la glucosa fiiltrada es reabsorbida y no aparece en la orina. Si la concentración de glucosa en la sangre aumenta (diabetes) por encima de un nivel critico (umbral), la capacidad filtrada sobrepasa la máxima capacidad de reabsorción tubular y la glucosa aparece en la orina. El transporte tubular pasivo se realiza gracias a un gradiente ya sea de concentración o electroquímico, ello no requiere consumo de energía.

El agua sigue en forma pasiva a los solutos reabsorbidos, primero hacia el interior de la célula y luego hacia el capilar peritubular, gracias al gradiente de presión osmótica que genera el transporte de los solutos. El cloro se reabsorbe en forma pasiva debido a un gradiente eléctrico. Por su parte la urea es reabsorbida parcialmente en base a mecanismos pasivos, conforme el agua se reasborbe aumenta la concentración de urea en la luz tubular, lo que determina un aumento del gradiente de concentración, que favorece la difusión de la urea hacia el interior de la célula.

En el túbulo contorneado proximal se realiza la regulación del equilibrio ácido-base, a este nivel se reabsorbe casi en su totalidad el bicarbonato, tomando en cuenta que en 24 horas de filtran aproximadamente 5.000 mEq y se eliminan solamente 1 - 2 mEq, en realidad no se trata de un proceso de reabsorción, ya que los iones de bicarbonato del fluído tubular, no atraviezan la barrera celular, por el contrario el bicarbonato se comporta como un ión no reabsorbible, aquí juega un papel importante la anhidrasa carbónica, en este mecanismo de "pseudorreaborción" en las células tubulares, por su acción catalizadora acelera la formación de ácido carbónico a partir del anhídrido carbónico y agua según la siguiente ecuación:

En el túbulo proximal se reabsorbe aproximadamente alrededor del 50 al 60% del filtrado glomerular, el sodio y el agua son reabsorbidos en proporciones isosmóticas, en vista de ello la osmolaridad del líquido tubular se mantiene semejante a la del plasma durante todo su recorrido.

La reabsorción a nivel del túbulo proximal se realiza en forma obligatoria como consecuencia de las modificaciones de las fuerzas de Starling que la filtración glomerular determina en los capilares peritubulares. Ello condiciona una recuperación de un volumen importante de líquido filtrado y contribuye fundamentalmente a mantener el líquido del espacio extracelular. En los capilares peritubulares se presenta una disminución de la presión hisdrostática versus una presión coloidosmótica aumentada, como consecuencia del filtrado glomerular libre de proteínas.

El asa de Henle presenta un configuración muy similar a una horquilla, se halla formada por una rama delgada descendente, de una rama delgada ascendente y de una rama gruesa ascendente. Fisiológicamente el asa de Henle reabsorbe aproximadamente un 25% del sodio y cloro filtrados y alrededor de un 15% de agua que ha sido filtrada. El líquido que llega al asa de Henle es isotónico con el plasma, tiene una osmolaridad de 285 mOsm/l. el que sale forzosamente será hipotónico (150 mOsm/l.)

Este pasaje de sodio al tejido intersticial determina una hipertonicidad, que será muy importante para que el riñón pueda concentrar o diluir la orina y mantener el balance hídrico del organismo. Esa hipertonicidad del líquido intersticial del riñón se incrementa conforme el asa de Henle penetra en la zona medular, alcanzando hasta su máximo de 1.200 mOsm/kg a nivel de la papila renal.

Uno de los mecanismos más importantes del riñón, consiste en la formación de una orina concentrada, cuya característica principal es que la osmolaridad exceda a la del plasma, normalmente una orina puede sufrir un proceso de concentración hasta cuatro veces, con una osmolaridad de 1.200 mOms/lt, ello se realiza mediante la rebsorción del agua y el mecanismo multiplicador de contracorriente, este se lleva a cabo gracias a la disposición anatómica que tiene el asa de Henle, la proximidad de sus dos ramas favorece el movimiento del sodio; el principio físico que explica este mecanismo se halla basado en las experiencias realizadas por WRS, HRGITAY y KUHN, que utilizaron tubos arquados en forma de orquilla, cuyas ramas se hallan separads por una membrana semipermeable.

La rama descendente del asa es muy permeable al agua, poco permeable a la urea y totalmente impermeable al sodio. Por su parte la rama ascendente es muy permeable al sodio, poco permeable a la urea, e impermeable al agua. El líquido isotónico que proviene del túbulo proximal, conforme recorre la rama descendente se vuelve hipertónico, debido a la salida de agua hacia el tejido intersticial, alcanzando una osmolaridad de 1.200 mOsm. Este líquido que circula por la rama ascendente del asa de Henle pierde esa hipertonicidad, debida a la salida del sodio hacia el intersticio renal. Esa salida del sodio no se acompaña de agua. El sodio que ha salido de la rama descendente determina aumento de la osmolaridad en el intersticio, y como la rama descendente del asa de Henle no permite la salida del sodio, pero sí su entrada desde el intersticio, la osmolaridad de éste aumenta. En cambio el agua pasa de una rama descendente del asa de Henle hacia el intersticio y de éste a la rama ascendente. La disposición anatómica entre ambas ramas permite el pasaje de los solutos a contracorriente desde la rama ascendente al intersticio, y de éste a la rama descendente, este efecto se multiplica a medida que se profundiza en la zona medular.

En el túbulo distal se produce la reabsorción del sodio y cloro, que no ha sido reabsorbido en el túbulo proximal, ello representa aproximadamente el 9% del sodio filtrado. La reabsorción es de tipo activa, mediada por la acción de la bomba de Na⁺K⁺ -ATPasa. La reabsorción del cloro es de tipo pasiva, favorecida por la gradiente de potencial eléctrico.

La secreción de H⁺ en el túbulo distal es activa, condicionada por la presencia de una bomba en la membrana celular, la excreción del H⁺ está potenciada por la aldosterona. Referente a la secreción del potasio es de tipo pasivo y se halla regulado por el elevado contenido intracelular de K⁺