Sistema Nefrouinario: Anatomía y Fisiología Esencial

El sistema nefrouinario está compuesto por la arteria renal, el riñón, la vena renal, el uréter, la vejiga urinaria y la uretra (en el varón, atraviesa el pene).

Morfología y Corte del Riñón

Los riñones adultos son órganos pares que pesan aproximadamente 150 g y miden 11 cm de longitud. En la zona media (hilio renal) se encuentran la arteria y vena renal, la inervación renal y la pelvis renal.

Estructuras Internas (Corte Renal)

• Corteza renal (donde se ubican los corpúsculos renales de las nefronas)
• Médula renal
• Pelvis renal
• Arteria renal y Vena renal
• Cáliz mayor y Cáliz menor
• Uréter

Capas Protectoras del Riñón

Cápsula Renal

Membrana transparente y fibrosa que aísla el riñón de posibles infecciones y traumatismos.

Grasa Perirrenal o Cápsula Adiposa

Capa de tejido adiposo que protege al riñón de traumas y lo mantiene en su posición dentro de la cavidad abdominal.

Fascia Renal

Capa de tejido conjuntivo denso que separa la grasa perirrenal de la grasa pararrenal.

Funciones Clave del Riñón y Mantenimiento de la Homeostasis

Regulación Homeostática

• Regulación del agua contenida en la sangre.
• Regulación de los niveles de moléculas y electrolitos en la sangre.
• Mantenimiento del pH sanguíneo (equilibrio ácido-base), junto con los pulmones, mediante la excreción de ácidos y la regulación de depósitos de amortiguadores en el líquido corporal.
• Eliminación de productos del metabolismo y sustancias extrañas (urea, creatinina, ácido úrico y bilirrubina).

Funciones Endocrinas y Metabólicas

• Producción y excreción de hormonas que regulan la presión arterial, en particular la renina, a través del sistema Renina-Angiotensina.
• Producción de otras sustancias importantes para el metabolismo, como el calcitriol (forma activa de la vitamina D) y la eritropoyetina.
• Gluconeogenia: Los riñones sintetizan glucosa a partir de aminoácidos durante el ayuno prolongado.
• Regulación de la producción de 1,25 dihidroxivitamina D3: Los riñones producen la forma activa de la vitamina D (calcitriol), la cual es esencial para el depósito de calcio en el hueso.

La Nefrona: Unidad Funcional del Riñón

La nefrona consta de dos partes principales:

1. Corpúsculo Renal: Formado por el Glomérulo Renal y la Cápsula de Bowman (lugar donde se realiza la filtración).
2. Túbulos Renales: Reciben el filtrado glomerular.

Estructura Detallada de la Nefrona

• Túbulo colector
• Túbulo distal
• Túbulo proximal
• Cápsula de Bowman
• Arteriolas (aferente y eferente)
• Glomérulo (capilares con gran superficie)
• Asa de Henle
• Capilares peritubulares

Tipos de Nefronas

1. Nefronas Corticales (80%): El corpúsculo se encuentra en la corteza y el asa de Henle es corta.
2. Nefronas Yuxtamedulares (20%): El corpúsculo se encuentra en la corteza y el asa de Henle es larga. Estas permiten excretar orina más diluida o más concentrada.

El Corpúsculo Renal

El corpúsculo renal está compuesto por:

1. Arteriola aferente
2. Arteriola eferente
3. Cápsula de Bowman
4. Glomérulo

La Cápsula de Bowman y la Filtración

La Cápsula de Bowman tiene dos capas. La capa visceral está formada por células llamadas podocitos, que presentan proyecciones (pedicelos). Los podocitos rodean el endotelio de los capilares, formando la Membrana de Filtración.

Aparato Yuxtaglomerular

La parte ascendente del asa de Henle (mácula densa) toma contacto con la arteriola aferente y eferente, formando el Aparato Yuxtaglomerular, cuya función es regular la presión arterial.

Micción (Vaciado Vesical)

Proceso mediante el cual la vejiga se vacía cuando está llena. Se realiza en dos pasos:

1. La vejiga se llena progresivamente hasta que la tensión de sus paredes aumenta por encima del umbral.
2. Esto desencadena un reflejo nervioso llamado Reflejo Miccional o, si falla, provoca al menos el deseo de orinar (reflejo medular autónomo con influencias corticales).

Músculo e Inervación Vesical

La vejiga está formada por músculo liso llamado músculo detrusor, que provoca la contracción de toda la vejiga a la vez.

• Inervación Parasimpática: La principal vía de inervación son los nervios pélvicos (mixtos) que conectan con la médula espinal por el sacro (S2 y S3). Estas son fibras parasimpáticas.
• Inervación Somática (Voluntaria): También recibe inervación de fibras motoras esqueléticas que llegan a través del nervio pudendo, hasta el esfínter vesical externo (voluntario).
• Inervación Simpática: Reciben también inervación simpática por nervios hipogástricos (L2 de la médula), que tienen relación con los vasos sanguíneos y no con la contracción directa del detrusor.

Formación de la Orina en la Nefrona

El proceso de formación de la orina se resume en cuatro etapas:

1. Filtración Glomerular
2. Reabsorción Tubular
3. Secreción Tubular
4. Concentración

1. Filtración Glomerular

• Ocurre del glomérulo a la cápsula de Bowman, debido a la gran presión generada por la diferencia de diámetro arteriolar.
• El índice de excreción urinaria de cualquier soluto es: Filtración – Reabsorción + Secreción.

Barreras de la Membrana de Filtración

La membrana de filtración permite el paso de agua y solutos pequeños, pero impide la filtración de elementos figurados y proteínas plasmáticas. Las sustancias filtradas deben atravesar tres barreras:

1. Células Endoteliales (Capilar): Son muy permeables debido a grandes fenestraciones (poros). No dejan pasar elementos figurados.
2. Lámina Basal: Impide la filtración de proteínas grandes.
3. Hendidura de Filtración: Formada por los espacios entre los pedicelos de los podocitos. Impide la filtración de proteínas de tamaño mediano.

Sustancias que sí atraviesan la membrana: Agua, Glucosa, Vitaminas, Aminoácidos, Amoniaco, Urea e Iones.

Principio de Filtración y Presión Neta

El volumen de filtración del corpúsculo renal es mayor que en cualquier otro capilar del organismo debido a:

• Capilares glomerulares con gran superficie.
• Membrana de filtración delgada y porosa.
• Presión del capilar glomerular alta (por diferencia de diámetro arteriolar).

Presión Neta de Filtración (PNF)

La PNF está determinada por tres presiones:

1. Presión Hidrostática Sanguínea del Capilar (PHSC): Presión ejercida en los capilares (fuerza a favor de la filtración).
2. Presión Hidrostática Capsular (PHC): Presión ejercida en la cápsula (fuerza en contra de la filtración).
3. Presión Coloidosmótica Sanguínea (PCS): Producida por proteínas plasmáticas como la albúmina. Se opone a la filtración.

Fórmula y Valor Normal:

PNF = PHSC – PHC – PCS

PNF = 55 mmHg – 15 mmHg – 30 mmHg

PNF = 10 mmHg

Se necesita una presión neta de 10 mmHg para filtrar una cantidad normal de plasma (125 ml/min), lo que se conoce como Tasa de Filtración Glomerular (TFG).

Mecanismos de Regulación de la Tasa de Filtración Glomerular (TFG)

1. Autorregulación Renal (Mecanismo Miogénico): Si aumenta la presión sanguínea, aumenta la TFG. Esto distiende las paredes de las arteriolas aferentes, las cuales, al estar estiradas, se contraen, disminuyendo la luz y, por ende, disminuyendo el filtrado glomerular (y viceversa).
2. Regulación Neural: Los vasos sanguíneos están inervados por el Sistema Nervioso Autónomo (SNA) simpático, el cual libera noradrenalina. Esta contrae las arteriolas aferentes, disminuyendo la TFG (actúa en situaciones de ejercicio intenso o hemorragias).
3. Regulación Hormonal: Participa la Angiotensina II, que disminuye la TFG, y el Péptido Natriurético Auricular, que aumenta la TFG.

2. Reabsorción de Agua y Solutos

Los riñones filtran aproximadamente 180 L de plasma al día. Sin embargo, la cantidad de agua excretada es de aproximadamente 1.5 litros, y el porcentaje de solutos es bajo. Por lo tanto, se debe reabsorber hacia la sangre más del 99% del filtrado.

• La reabsorción es el paso de moléculas desde la luz tubular (principalmente del túbulo contorneado proximal, TCP) hacia el capilar peritubular.
• El principal ion a movilizar es el Na+, el cual presenta un gran potencial osmótico (arrastra agua). La presencia de bombas en la membrana basolateral asegura que la reabsorción sea unidireccional.
• Normalmente, toda la glucosa se reabsorbe en el TCP, utilizando cotransportadores de la membrana apical. Luego pasa al intersticio por difusión facilitada y, posteriormente, difunde al capilar peritubular.

Cotransportadores de Na+/H+

Se ubican en la membrana apical (TCP) y transportan Na+ a favor de su gradiente a medida que movilizan H+ hacia el lumen.

• Los H+ se obtienen de la reacción de CO2 con H2O y se utilizan para el cotransporte.
• El ion bicarbonato (HCO3-) sale de la célula por difusión facilitada y luego pasa al capilar peritubular por difusión.

Resumen de Sustancias en la Formación de Orina

Filtración Glomerular

Se filtra: agua, iones, glucosa, aminoácidos, urea y creatinina. No se filtra: elementos figurados y proteínas plasmáticas.

Reabsorción

Recupera sustancias útiles que vuelven a la circulación: Sodio, Cloro, Fosfatos, Agua, Aminoácidos, Glucosa y Calcio.

Secreción

Excreción de K+, H+, Amonio y Creatinina.

Regulación Hormonal de la Función Renal

Hormona Antidiurética (ADH) o Vasopresina

Hormona producida por el hipotálamo y secretada por la neurohipófisis para aumentar la reabsorción de agua.

• Los receptores del hipotálamo miden la concentración osmótica.
• Las variaciones causan que la neurohipófisis libere ADH, que evita la pérdida de agua en la orina, aumentando la permeabilidad sobre los túbulos colectores.
• La ADH restaura la concentración osmótica en la sangre.

Mecanismo de Retroalimentación de la ADH

Escasa ingestión de agua → Bajo volumen sanguíneo y aumento de la presión osmótica → Detección por el hipotálamo → Secreción de ADH por la hipófisis → Acción de la ADH a nivel de los túbulos colectores renales, que aumentan la permeabilidad al agua → Aumento de la reabsorción de agua → Aumento del volumen sanguíneo y disminución de la presión osmótica.

Aldosterona

Hormona producida por las células de la capa glomerular de la corteza de las glándulas suprarrenales. Participa en la regulación hídrica en función de la concentración de Na+.

• Es un regulador importante en la reabsorción de Na+ y la secreción de K+.
• Su principal lugar de acción son las células principales del túbulo colector cortical, estimulando las bombas Na+-K+ de la membrana basolateral.

Patologías Asociadas a la Aldosterona

• Enfermedad de Addison: Ocurre por destrucción o mal funcionamiento de la glándula suprarrenal (sin aldosterona). Causa pérdida acentuada de Na+ y acumulación de K+.
• Enfermedad de Conn (Hiperaldosteronismo): Exceso de secreción, generalmente por tumores. Se acompaña de una retención de Na+.

Estructura y Mecanismos de Concentración (Asa de Henle)

Segmentos del Asa de Henle

Porción Descendente (Segmento Fino)

Membrana epitelial fina, pocas mitocondrias y mínima actividad metabólica.

Porción Ascendente Fina

Capacidad de reabsorción de solutos y agua.

Porción Ascendente Gruesa

Células epiteliales gruesas, con muchas mitocondrias y alta capacidad metabólica: transporte activo de solutos.

Mecanismo de Contracorriente

Mecanismo que opera para concentrar la orina y se basa en la diferencia de permeabilidad del Asa de Henle:

• El asa descendente es permeable al agua (poros de acuaporina).
• El asa ascendente es permeable a los solutos, que se concentran en el exterior, volviéndolo hipertónico.
• Luego, en presencia de ADH, sale H2O del túbulo colector y se concentra la orina.

Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (SRAA)

Ante una baja de volumen sanguíneo (baja presión), se libera renina desde el riñón. Esta convierte el angiotensinógeno en angiotensina I, la cual es convertida en angiotensina II. Esta última estimula la secreción de aldosterona, que aumenta la reabsorción de Na+ y agua.

Conceptos Farmacológicos y de Excreción

Umbral Plasmático Renal

Máxima cantidad permitida de una sustancia en la sangre para que no aparezca en la orina.

Diuréticos

Sustancias que disminuyen la absorción renal de agua, produciendo diuresis.

• Diuréticos Naturales: Café, té y algunas bebidas, que inhiben la reabsorción de Na+. El alcohol inhibe la secreción de ADH.
• Los fármacos diuréticos son indicados frecuentemente en casos de hipertensión.