El sistema urinario consta de dos riñones, dos uréteres) una vejiga urinaria y una uretra



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SISTEMA URINARIO
El sistema urinario consta de dos riñones, dos uréteres una vejiga urinaria y una uretra. La sangre se filtra a través de los riñones pero casi toda el agua y gran parte de los solutos retornan al torrente sanguíneo; el agua y los solutos restantes constituyen la orina. Ésta se excreta de cada riñón por el uréter correspondiente y se almacena en la vejiga urinaria hasta salir del cuerpo, expulsada a través de la uretra. En varones, la uretra es también la vía por la cual sale el semen. Nefrología es el estudio científico de la anatomía, fisiología y patología del riñón. La rama de la medicina que trata del sistema urinario masculino y femenino así como del sistema reproductor masculino es la urología.
RESUMEN DE LAS FUNCIONES DEL RIÑÓN
OBJETIVO

Hacer una lista de las funciones renales.

Los riñones realizan el trabajo más importante en el sistema urinario, puesto que las otras partes son prácticamente vías de paso y áreas de almacenamiento. Al filtrar la sangre y formar la orina, los riñones contribuyen a la homeostasis de varias maneras. Las funciones renales incluyen:

Regulaci6n de la composici6n iónica de la sangre.

Los riñones ayudan a regular la concentración de distintos iones en la sangre, principalmente los iones sodio (Na +) potasio (K+) calcio (Ca2+), cloruro (Cn y fosfato (HP042-).

Mantenimiento de la osmolaridad de la sangre.

Regulando por separado la pérdida de agua y la de solutos en la orina, los nñones mantienen una osmolaridad relativamente constante en la sangre cercana a 290 miliosmoles por litro (mosm/litro).*

Regulaci6n del volumen de la sangre.

Al conservar o eliminar agua, los riñones regulan el volumen de la sangre y por consiguiente el del líquido intersticial. Además, un incremento en el volumen sanguíneo eleva la presión arterial, en tanto que una disminución de dicho volumen la disminuye.

Regulación de la presi6n arterial.

Además de regular el volumen de la sangre, los riñones ayudan en los ajustes de presión arterial de dos maneras: al secretar renina, enzima que activa la vía renina-angiotensina (véase fig. 18.16) yal modular la resistencia renal, o sea la que se opone al flujo de sangre que pasa por los riñones, lo que a su vez afecta la resistencia vascular sistémica (véase fig. 21.11). El resultado de un aumento de renina o un incremento de la resistencia renal es la elevación de la presión arterial.
*La osmolaridad de una solución es una medida del número total de particulas disueltas por litro de solución. Las partículas pueden ser moléculas, iones o una mezcla de ambos. Para calcular la osmolaridad se multiplica la molaridad (véase el capitulo 2) por el número de particulas por molécula una vez que ésta se disuelve. Un término similar, osmolalidad, es el número de particulas de soluto por kilogramo de agua. Puesto que es más sencillo calcular el volumen de una solución que determinar la masa del agua que contiene, es más frecuente emplear la osmolaridad que la osmolalidad. La mayoria de los liquidos corporales y las soluciones utilizadas en la clinica son diluidos y en este caso la diferencia entre ambas medidas es menor de uno por ciento.

¿Qué órganos constituyen eL sistema urinario?


Regulación del pH sanguíneo. Los riñones excretan una cantidad variable de H+ en la orina y retienen iones bicarbonato (HC03-), un importante amortiguador de H+. Éstas son dos actividades que contribuyen a regular el pH sanguíneo.

Liberación de hormonas. Los riñones liberan dos hormonas: calcitriol, la forma activa de la vitamina D, que ayuda a regular la homeostasis de calcio (véase fig. 18.14) Y la eritropoyetina, que estimula la producción de eritrocitos (véasefig.19.5).

Regulación de la concentración de glucosa en sangre. Los riñones pueden desaminar el aminoácido glutamina, empleado para la glucogénesis (síntesis de nuevas moléculas de glucosa) y liberar glucosa en la sangre.

Excreción de desperdicios y sustancias extrañas. Mediante la formación de orina los riñones ayudan a eliminar desperdicios, sustancias sin función útil alguna en el cuerpo. Parte de los desperdicios excretados en la orina son resultado de reacciones metabólicas en el cuerpo, por ejemplo amoniaco y urea de la desaminación de aminoácidos; bilirrubina del catabólismo de la hemoglobina; creatinina del desdoblamiento de fosfato de creatina en las fibras musculares; y ácido úrico del catabolismo de ácidos nucleicos. Otros desperdicios excretados en la orina son sustancias extrañas como fármacos o toxinas del medio ambiente.


l. Describa las tres maneras mediante las cuales los riñones ayudan a mantener la presión arterial.

2. ¿Cuál es la osmolaridad de una solución 0.2 molar de CaClz? ¿De una solución 0.2 molar de glucosa? ¿De una solución 0.2 mola¡ de NaCl? (AYUDA: Contar el número de partículas resultantes cuando cada soluto se disuelve en agua.)

3. ¿Qué son los desperdicios y cómo contribuyen los riñones a eliminarlos del cuerpo?
ANATOMÍA E HISTOLOGÍA DE LOS RIÑONES.
OBJETIVOS

Describir las características anatómicas macroscópicas internas y externas de los riñones.

¿Por qué se dice que los riñones son retroperitoneales?

Trazar la vía del flujo de sangre a través de los riñones.

Describir la estructura de los corpúsculos y túbulos renales.

Los riñones son órganos pares rojizos, en forma de frijol, localizados justo arriba de la cintura entre el peritoneo y la pared posterior del abdomen. Debido a su posición por detrás del peritoneo en la cavidad abdominal se dice que son órganos retroperitoneales (fig. 26.2). (Otras estructuras retroperitoneales son los uréteres y las glándulas suprarrenales.) Los riñones se localizan entre la última vértebra torácica y la tercera vértebra lumbar, posición en la cual están protegidos en parte por los pares de costillas undécimo y duodécimo. El riñón derecho está un poco más abajo que el izquierdo debido a que el hígado ocupa un espacio considerable arriba del riñón derecho (véase fig. 26.1).


Anatomía externa del riñón
En el adulto un riñón normal mide de 10 a 12 cm de largo, de 5 a 7 cm de ancho y 3 cm de espesor; es casi del tamaño de una barra de jabón de baño, y tiene una masa de 135 a 150 g. El borde medial cóncavo de cada riñón está enfrente de la columna vertebral (véase fig. 26.1). Cerca del centro del borde cóncavo se encuentra una fisura vertical profunda llamada hillo renal (véase fig. 26.3b) a través del cual sale el uréter del riñón, así como los vasos sanguíneos y linfáticos y los nervios.

Cada riñón está rodeado por tres capas de tejido (véase fig. 26.2). La capa profunda, la cápsula renal, es una membrana lisa, transparente y fibrosa que es continuación de la cu- .

bierta externa del uréter. Sirve como barrera contra traumatismos y ayuda a mantener la forma del riñón. La capa intermedia, la cápsula adiposa, es una masa de tejido graso que rodea a la cápsula renal. También protege al riñón de traumatismos y lo sostiene firmemente en su sitio en la cavidad abdominal. La capa superficial, la aponeurosis renal, es una delgada capa de tejido conectivo denso e irregular que fija el riñón a las estructuras circundantes y a la pared abdominal.
Anatomía interna del riñón
Un corte frontal a través del riñón revela dos regiones

distintas: un área superficial de color rojizo y textura lisa llamada corteza renal y una región profunda de color marrón llamada médula renal (fig. 26.3). La médula consta de ocho a 18 pirámides renales cónicas. La base de cada pirámide (extremo más ancho) está frente a la corteza renal y su ápex, llamado papila renal (extremo más estrecho), apunta hacia el centro del riñón. Las porciones de la corteza renál que se extienden entre las pirámides renales se denominan columnas renales.

En conjunto, corteza renal y pirámides de la médula renal constituyen la porción funcional o parénquima del riñón. En este último se encuentran las unidades funcionales del riñón (cerca de 1 millón de estructuras microscópicas llamadas nefronas). La orina que éstas forman drena al interior. de gruesos conductos papilares que se extienden a través de la papila renal de las pirámides. Los conductos papilares desembocan en estructuras en forma de copa llamadas cálices menores y mayores. Cada riñón tiene ocho a 18 cálices menores y dos a tres mayores. Los primeros reciben la orina de los conductos papilares de una papila renal y la llevan a un cáliz mayor. De los segundos, la orina pasa a una cavidad grande llamada pelvis renal y luego sale a través del uréter hacia la vejiga urinaria. .

El hilio se amplía formando una cavidad dentro del riñón llamada seno renal, que contiene parte de la pelvis renal, los cálices y las ramas vasculares sanguíneas y nerviosas del riñón. El tejido adiposo ayuda a estabilizar la posición de estas estructuras en el seno renal.


Riego sanguíneo e inervación de los riñones
Puesto que los riñones eliminan desperdicios de la san

gre y regulan su volumen y composición iónica, no es sorprendente que posean un riego sanguíneo abundante suministrado por gran número de vasos. Aunque los riñones constituyen menos de 0.5% de la masa corporal total, reciben entre 20 y 25% del gasto cardiaco en reposo a través de las arterias renales derecha e izquierda (fig. 26.4). En adultos, el flujo sanguíneo renal es de 1 200 mL por minuto aproximadamente.

Dentro del riñón la arteria renal se divide en varias arterias segmentarias, cada una de las cuales emite varias ramas que entran al parénquima y pasan a través de las columnas renales en medio de las pirámides donde se conocen como arterias interlobulares. En la base de las pirámides renales, las arterias interlobulares se arquean al pasar entre la médula y la corteza renales; aquí se conocen como arterias arciformes. Las divisiones de estas últimas producen series de arterias interlobnlillares, que penetran a la corteza renal y emiten ramas llamadas arteriolas aferentes.

Cada nefrona recibe una arteriola aferente, que se convierte en una enmarañada red esférica de capilares llamada glomérulo. Los capilares glomerulares se reúnen para formar las arteriolas eferentes que drenan la sangre hacia fuera del glomérulo. Los capilares glonterulares son únicos ya que se encuentran entre dos arteriolas, en lugar de una arteriola y una vénula. La vasodilatación y la vaso constricción coordinada de las arteriolas aferentes y eferentes pueden producir grandes cambios en el flujo sanguíneo renal y la resistencia vascular renal, lo que a su vez afecta la resistencia vascular sistémica. Puesto que los glomérulos son redes capilares se consideran parte de ambos sistemas, tanto del cardiovascular como del urinario.

Las arteriolas eferentes se dividen para formar una red de capilares, llamados capilares peritubulares, que rodean las porciones tubulares de la nefrona en la corteza renal. A partir de algunas arteriolas eferentes se extienden capilares largos en forma de asa llamados vasos rectos que irrigan las porciones tubulares de la nefrona en la médula renal (fig. 26.5a).

Finalmente, los capilares peritubulares se reúnen para formar las vénulas peritubulares y luego las venas interlobulil1ares. (Estas últimas también reciben sangre de los vasos rectos.) Después, la sangre drena a través de las venas armormes hacia las venas interlobulares, pasa entre l~s pirámides renales y luego por las venas segmentarias. La sangre abandona el riñón a través de la vena renal que sale por el hilio renal.

Casi todos los nervios renales se originan en el ganglio celiaco y entran al riñón a través del plexo renal junto con las arterias renales. Todos estos nervios son parte de lí! división simpática del sistema nervioso autónomo. La mayoría son nervios vasomotores que inervan vasos sanguíneos; o sea, regulan el flujo de sangre a través del riñón y la resistencia renal al modificar el diámetro de las arteriolas.

La nefrona


Las nefronas constituyen la unidad funcional del riñón,

se encargan de tres procesos básicos: filtrar la sangre, retornar a la sangre las sustancias útiles para que no se pierdan del cuerpo y retirar de la sangre sustancias que no son necesarias para el cuerpo. Como resultado de estos procesos, las nefronas mantienen la homeostasis de la sangre y producen orina.


Partes de la nefrona
Cada nefrona (fig. 26.5) está formada por dos partes: el corpúsculo renal, donde se filtra el plasma, y el túbulo renal, al cual pasa el líquido filtrado. Cada corpúsculo posee dos elementos: el glomérulo y la cápsula (de Bowman) glomerular, una bicapa epitelial en forma de copa que rodea al glomérulo. De la cápsula glomerular, el líquido filtrado del plasma pasa al interior del túbulo renal, el cual posee tres secciones principales. Siguiendo la dirección del líquido que pasa por el túbulo renal se pueden distinguir tres partes en éste: 1) túbulo contomeado proximal, 2) asa de Henle (asa de la nefrona) y 3) túbulo contomeado distal. El término proximal se refiere a la porción del túbulo unida a la cápsula glomerular y distal, a la más alejada de ésta. El vocablo contorneado significa que el túbulo está enroscado en espiral, o sea, no es recto. El corpúsculo renal y ambos túbulos se encuentran en la corteza renal, en tanto que el asa de Henle se extiende hacia la médula renal, efectúa una vuelta de .horquilla y regresa a la corteza renal.

Los túbulos contorneados distales de varias nefronas desembocan en un solo conducto colector. Los conductos colectores convergen y se unen y, por último, sólo hay varios cientos de gruesos conductos papilares, que drenan en los cálices menores. Dichos conductos se prolongan desde la corteza, atraviesan la médula y llegan a la pelvis renales. Aunque el riñón tiene cerca de un millón de nefronas, el número de conductos colectores es mucho menor y hay aún menos conductos papilares.

En una nefrona, el asa de Henle conecta el túbulo contomeado proximal y el distal. La primera porción del asa de Henle se hunde en la médula renal, lo que se denomina rama

descendente del asa de Heme (véase fig. 26.5). En seguida se curva en forma de horquilla y regresa a la corteza renal como rama ascendente del asa de Heme. Alrededor de 80 a 85% de las nefronas se denominan corticales; sus corpúsculos renales se localizan en la porción externa de la corteza renal y poseen asas de Henle cortas que se ubican principalmente en la corteza y penetran sólo en la región superficial de la médula renal (véase fig. 26.5a). Estas asas reciben su riego sanguíneo de los capilares peritubulares que se originan en las arteriolas eferentes. El otro 15 a 20% de las nefronas se llaman yuxtamedulares; sus corpúsculos renales se encuentran más profundos en la corteza renal, cerca de la médula y tienen un asa de Henle larga que se extiende hasta la región más profunda de la médula (véase fig. 26.5b). Las asas de Henle largas reciben su riego sanguíneo de los capilares peritubulares y los vasos rectos que se originan en las arteriolas eferentes. Además, la rama ascendente del asa de Henle de las nefronas yuxtamedulares consta de dos partes: la rama ascendente delgada y la rama ascendente gruesa (véase fig. 26.5b). Las nefronas con asas de Henle largas permiten a los riñones excretar orina muy diluida o muy concentrada (más adelante se describen ).

¿Cuáles son las diferencias básicas entre las nefronas corticales y las juxtamedulares?
Histologia de la nefrona y el conducto colector
Una capa simple de células epiteliales que comienza en la cápsula glomerular forma la pared completa de dicha cápsula, del túbulo renal y de los conductos. Sin embargo, cada parte posee características histológicas distintivas según sus funciones particulares. Siguiendo el orden del líquido que fluye por ellas, las partes son: cápsula glomerular, túbulo renal y conducto colector.

Cápsula glomerular. Ésta, también denominada cápsula de Bowman, consta de las capas visceral y parietal (fig. 26.6a). La primera está formada por células epiteliales escamosas simples modificadas llamadas pododtos. Las múltiples prolongaciones de estas células. semejan pies (pedicelos) que rodean y envuelven la capa simple de células endoteliales de los capilares glomerulares y forman la pared interna de la cápsula. I;a capa parietal de la cápsula glomerular se compone de epitelio escamoso simple y forma la pared externa

de la cápsula. El liquido filtrado en los capilares glomerulares llega al espacio capsular (de Bowman), que se halla entre las dos capas de la cápsula glomerular.
Túbulo renal y conducto colector. El cuadro 26.1 muestra la histologia de las células que forman el túbulo renal y el conducto colector. En el túbulo contomeado proximal, las células son epiteliales cuboides simples y poseen en su superficie apical (la que está frente a la luz tubular) un borde en cepillo prominente de microvellosidades, las cuales, al igual que las del intestino delgado, aumentan el área de la superficie para reabsorción y secreción. La rama descendente del asa de Henle y la primera parte de la rama ascendente de esta asa (la delgada) constituyen epitelio escamoso simple. (Recordemos que las nefronas corticales o de asa corta carecen de dicha rama.) La rama ascendente gruesa se compone de epitelio cuboide simple o cilíndrico bajo.

En cada nefrona, la última porción de la rama ascendente del asa de Henle hace contacto con la arteriola aferente que irriga ese corpúsculo renal (véase fig. 26.6a). Puesto que en esta región las células son cilíndricas muy abundantes y apiñadas, se conocen como mácula densa, a lo largo de la cual la pared de la arteriola aferente (y en ocasiones de la eferente) contiene fibras modificadas de músculo liso llamadas células yuxtaglomerulares (YG). Junto con la mácula densa constituyen el aparato yuxtaglomerular o AYG. El túbulo contomeado distal (TCD) comienza a corta distancia después de la mácula densa. Aunque las células de este túbulo y de los conductos colectores son todas epiteliales cuboides simples que sólo poseen unas pocas microvellosidades, desde la última parte del TCD aparecen dos tipos diferentes de células que continúan hasta el interior de los conductos colectores. Casi todas son células principales que muestran pliegues de la membrana basal; hay una menor cantidad de células intercaladas que poseen microvellosidades en su superficie apical y un gran número de mitocondrias. Las células principales tienen receptores tanto para hormona antidiurética como para aldosterona, dos hormonas que regulan sus funciones. Las células intercaladas desempeñan una función en la homeostasis del pH sanguíneo. Los conductos colectores desembocan en los grandes conductos papilares, que están revestidos por epitelio columnar simple.


APLICACION CLÍNICA
Número de nefronas
• El número de nefronas permanece constante desde el nacimiento; cualquier incremento de tamaño del riñón se debe únicamente al crecimiento de las nefronas individuales. Si éstas se lesionan o enferman no se forman nuevas. Los signos de disfunción renal en general no se presentan sino después que la función declina a menos de 25% de lo normal, puesto que las nefronas funcionales restantes se adaptan de manera gradual a manejar una carga mayor de la normal. Por ejemplo, la extirpación quirúrgica de un riñón estimula la hipertrofia (agrandamiento) del otro riñón, que con el tiempo será capaz de filtrar sangre a 80% de la capacidad de los dos riñones normales.
l. Describa la localización de los riñones. ¿Por qué se dice que son retroperitoneales?

2. ¿Qué rama del sistema nervioso autónomo inerva los vasos sanguíneos renales?

3. ¿Qué diferencias estructurales existen entre las neuronas corticales y las yuxtamedulares?

4. Describa la histología de las diferentes porciones de la I nefrona y el conducto colector.

5. Describa la estructura del aparato yuxtaglomerular (AYG).
RESUMEN DE LA FISIOLOGÍA RENAL
OBJETIVO

Identificar las tres tareas básicas que realizan las nefronas y los conductos colectores e indicar en dónde tiene lugar cada una de ellas.


Durante la producción de orina, las nefronas y los con ductos colectores realizan tres procesos básicos: filtración glomerular, secreción y reabsorción tubulares (fig. 26.7):
1 Filtración glomerular. En el primer paso de la producción de orina, el agua y la mayoría de los solutos del plasma pasan de la sangre, a través de la pared de los capilares glomerulares al interior de la cápsula glomerular, la cual se vacía en el túbulo renal.

2 Reabsorción tubular. Conforme el líquido filtrado avanza a lo largo del túbulo renal y a través del conducto colector, las células del túbulo reabsorben la mayor parte del agua y muchos solutos útiles filtrados, y retornan a la sangre a medida que el líquido fluye por los

capilares peritubulares y los vasos rectos. Nótese que reabsorción se refiere al reingreso de sustancias al torrente sanguíneo, que es diferente de absorción que significa entrada de sustancias nuevas al cuerpo.

3. Secreción tubular. Conforme el líquido fluye a lo largo del túbulo y a través del conducto colector, las células del túbulo y del conducto secreta n materiales adicionales, tales como desechos, fármacos y iones en exceso en ellíquido. La secreción tubular retira una sustancia de la sangre; en otros casos de secreción, por ejemplo la de hormonas, a menudo se libera una sustancia en la sangre.


Los solutos en el líquido que drena en la pelvis renal permanecen en la orina y serán excretados. La excreción urinaria de cualquier soluto es igual a su filtración glomerular más la secreción y menos la reabsorción.

Mediante filtración, reabsorción y secreción, las nefronas mantienen la homeostasis de la sangre. Este proceso es un poco análogo a un centro de recicla miento: los camiones recolectores descargan la basura en un gran depósito desde donde los desperdicios más pequeños pasan a una banda transportadora (filtración glomerular del plasma). A medida que la basura avanza por esta banda, los trabajadores retiran objetos útiles, como envases de aluminio, recipientes de plástico y de vidrio (reabsorción). Otros trabajadores agregan objetos de mayor tamaño y la basura traída al centro sobre la banda transportadora (secreción). Al final de la banda, toda la basura restante cae a un camión para su transporte a un relleno sanitario (excreción de desperdicios en la orina).


FILTRACIÓN GLOMERULAR
OBJETIVOS

Describir la membrana de filtración.

Analizar las presiones que favorecen y se oponen a la filtración glomerular.
El líquido que entra al espacio capsular es el filtrado glomerular. La fracción del plasma en las arteriolas aferentes del riñón que se convierte en filtrado glomerular se denomina fracción filtrada. Aunque una fracción filtrada de 0.16 a 0.20 (16 a 20%) es típica, el valor varía considerablemente tanto en el estado de salud como en la enfermedad. En promedio, el volumen diario de filtrado glomerular en adultos es de 150 litros en mujeres y de 180 litros en varones,. un volumen que representa alrededor de 65 veces el volumen total de plasma sanguíneo. Sin embargo, más de 99% del filtrado glomerular regresa al torrente sanguíneo por la vía de la reabsorción tubular, de modo que sólo uno a dos litros se excretan como orina.
Membrana de filtración
En conjunto, las células endoteliales de los capilares

glomerulares y los podocitos que rodean por completo los capilares forman una barrera permeable denominada membrana de filtración o membrana capsular endotelial Este arreglo en forma de emparedado permite la filtración de agua y solutos pequeños, pero evita la filtración de la mayor parte de las proteinas del plasma, células sanguineas y plaquetas. Las sustancias filtradas se mueven del torrente sanguineo a través de tres barreras: una célula endotelial gIomerular, la lámina basal y una ranura de filtración formada por un podocito (fig. 26.8):

1 Las células endoteliales del gIoméruIo son bastante permeables porque presentan grandes perforaciones (poros) de 70 a 100 nm (0.07 a 0.1 ¡Lm) de diámetro. Estas dimensiones permiten que todos los solutos del plasma sanguineo salgan de los capilares gIomerulares, pero impide que se filtren las células sanguineas y las plaquetas. En medio de los capilares gIomeruIares y la hendidura formada entre las arteriolas aferentes y eferentes se localizan las células mesangiales, células contráctiles que ayudan a regular la filtración gIomeruIar (véase fig. 26.6a).



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