Componentes Plasma Filtrado glomerular Orina Índice de

Internado Nacional Barros Arana
Profesor: José Jaramillo Quintrecura
Departamento de Biología
Curos
Guía Nº 2
: Cuarto Año Medio
Sistema renal
Nombre del estudiante: …………………………………………………………………………………………..
Aprendizajes esperados
1. Los riñones son los principales responsables de mantener la composición química de la sangre al
eliminar los compuestos de desechos tóxicos, regular su concentración y controlar el contenido de
agua (equilibrio hídrico) del organismo.
2. El volumen de agua que se elimina diariamente por el riñón depende del estado de hidratación del
organismo y se regula por acción de la hormona antidiurética, que controla el grado de reabsorción del
agua filtrada libremente en el glomérulo.
Los organismos multicelulares han desarrollado procesos para la eliminación de desechos
metabólicos, que además sirve para la mantención de la homeostasis de los líquidos corporales,
balance salino, el pH de la Sangre y la presión sanguínea.
Los procesos que mantienen la homeostasis de los líquidos son:
Osmorregulación y excreción
La Osmorregulación es la regulación activa de la presión de los líquidos corporales de modo que
éstos no resulten excesivamente diluidos o concentrados.
La excreción es el proceso de liberar al cuerpo de desechos metabólicos, incluyendo el agua.
En los animales se observan diferentes estructuras que se encargan de la Osmorregulación y la
excreción de iones y sustancias nocivas. La estructura más importante en este proceso es el riñón.
1. Sistema excretor.
En la función excretora del organismo existen otros órganos que colaboran con el riñón. Ellos son:
a) Sistema respiratorio: participa en la eliminación de agua, dióxido de carbono y sustancias volátiles
por los pulmones.
b) Piel: las glándulas sudoríparas, además de participar en la termorregulación, elimina desechos
metabólicos por transpiración
c) Sistema digestivo: el hígado elimina a través de la bilis colesterol y pigmentos biliares derivados del
catabolismo de la hemoglobina; a nivel de colon se excretan ciertos minerales y sustancias inactivas.
ÓRGANOS EXCRETORES DEL CUERPO HUMANO
Elimina orina
Sistema Renal
Elimina sudor
Elimina colesterol y
pigmentos biliares
Elimina dióxido de
carbono y agua
Los riñones extraen y excretan la mayor parte del agua y los desechos nitrogenados. Entre los desechos
nitrogenados se incluyen amoniaco, ácido úrico y urea, proveniente del metabolismo de proteínas y ácidos
nucleicos.
Función de los riñones en el organismo humano
Regulación de la concentración de iones, Na+, K+, Cl-, Ca+2, en la sangre.
Regulación del contenido de agua en la sangre.
Mantención de un pH adecuado en la sangre.
Mantención de nutrientes importantes como glucosa y aminoácidos en la sangre.
Secreción de hormonas como eritropoyetina.
Eliminación de productos nitrogenados de desecho celular.
Síntesis y liberación de glucosa a la sangre, a partir de fuentes que no son carbohidratos, en circunstancias
especiales, como el ayuno prolongado.
h. Activación de la vitamina D.
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
Anatomía y función renal
El sistema renal consta de dos riñones; encargado de la producción de la orina. La sangre entra a cada riñón por
la arteria renal; después de que ha sido filtrada sale por la vena renal. La orina es sacada de cada riñón por un
tubo muscular llamado uréter. Por medio de contracciones peristálticas, los uréteres transportan la orina a la
vejiga. Esta cámara, cuyas paredes están constituidas de musculatura lisa elástica, recoge y almacena la orina.
La orina es retenida en la vejiga por la presencia de dos esfínteres musculares localizados en la base, encima de
la unión con la uretra.
Cuando la vejiga se ha distendido, los receptores en la pared mandan una señal que desencadena contracciones
reflejas, que provocan la apertura del esfínter interno. Sin embargo, el esfínter externo- ubicado más abajo- está
bajo el control voluntario, de tal manera que el reflejo puede suprimirse por acción del cerebro. La orina
completa su viaje al exterior a través de la uretra.
Estructura interna de un riñón
En un corte transversal de riñón se observan dos zonas: la corteza, es la porción más externa de un riñón, con
un aspecto granuloso, donde se distinguen los corpúsculos de Malpighi. La zona más interna corresponde a la
médula renal, que contiene entre 8 a 18 estructuras piramidales con estriaciones longitudinales que
corresponden a las pirámides de Malpighi. Las pirámides de Malpighi confluyen hacia los cálices renales, que
en número de 3 a 4 desembocan finalmente en la pelvis renal.
Estructura de los nefrones
La unidad anatómica y funcional del riñón
es el nefrón - cada riñón contiene cerca de
2.400.000 nefrones – que corresponden a
las unidades formadoras de orina.
El nefrón se compone de las siguientes
partes: un corpúsculo renal que comprende
un glomérulo y una cápsula de Bowman. Se
continúa en un túbulo contorneado
proximal descendente, un asa de Henle en
forma de U; y culmina con el túbulo
contorneado distal ascendente que vacía su
contenido en el tubo colector.
El corpúsculo renal
El corpúsculo renal lo integran el glomérulo y la cápsula de Bowman, ambas estructuras presentan una
estrecha relación morfológica y fisiológica; y constituyen el lugar de inicio de la función renal, mediante el
proceso de filtración.
El glomérulo comprende una red de capilares enrollados en forma de ovillo que nacen de una arteriola
aferente y confluyen en una arteriola eferente, que presenta un diámetro menor que la arteriola aferente. El
endotelio de estos capilares presenta múltiples perforaciones, que lo constituye en los capilares más
permeables de todo el cuerpo. Por su parte, la cápsula de Bowman es una estructura fibrosa en forma de copa,
que contiene los capilares del glomérulo. La cápsula de Bowman se continúa con los túbulos renales, que son:
tubo contorneado proximal, asa de Henle, el tubo contorneado distal y el tubo colector.
Túbulos renales
Aunque en su función y en su morfología ellos presentan algunas diferencias, se ha estimado conveniente
agrupar al túbulo proximal, asa de Henle y al túbulo distal con el nombre común de túbulos renales, debido
fundamentalmente a su continuidad.
a. Túbulo contorneado proximal: se origina en la cápsula de Bowman y concluye en la sección descendente
delgada del asa de Henle. Luego de un semigiro todavía en la región de la corteza renal, el tubo proximal se
continúa con pocas sinuosidades hacia la médula del riñón. Las células epiteliales que integran la pared de este
tubo en la superficie que da al lumen están cubiertas por vellosidades que aumentan el área de absorción.
b. Asa de Henle: presentan dos subestructuras que determinan su forma de horquilla; una parte delgada
descendente y otra más gruesa, ascendente que corre paralela a la rama descendente y que culmina en el inicio
del túbulo distal. Los nefrones corticales, es decir, aquellos que se ubican casi exclusivamente en la corteza
renal y penetran muy poco en la médula, poseen asa de Henle cortas, no así los nefrones yuxtamedulares, que
se internan profundamente en la médula renal.
c. Túbulo contorneado distal: se continúa al asa de Henle, tiene una longitud aproximada de 5mm, con células
epiteliales con escasas vellosidades, culminando en los túbulos colectores, que corresponden a ductos
encargado de llevar la orina final hasta la pelvis renal y de ahí hacia los conductos excretores mayores. Estos
tubos, que tienen una longitud de 20mm aproximadamente, pueden todavía rescatar agua hacia los capilares
que lo rodean.
Formación de la orina
La sangre es llevada al riñón por la arteria renal, pequeñas ramas de esta arteria dan origen a las arteriola
aferentes. Estas conducen la sangre hacia los capilares que constituyen cada glomérulo. Cuando la sangre fluye
por el glomérulo, parte de su plasma es filtrado hacia el interior de la cápsula de Bowman. Luego la sangre pasa
de los capilares glomerulares a una arteriola eferente, esta lleva la sangre a una segunda red de capilares, los
capilares peritubulares, que rodean al túbulo renal y túbulo excretor
Al fluir por el primer conjunto de capilares, los del glomérulo, la sangre es filtrada. Los capilares peritubulares
reciben sustancias devueltas a la sangre por el túbulo renal. La sangre procedente de los capilares peritubulares
entra en pequeñas venas que conducen a la vena renal.
La orina se produce por filtración, reabsorción y secreción tubular
1. Filtración glomerular: es el proceso en el cual el plasma es filtrado en los capilares glomerulares y entregado a la
capsula de Bowman. El líquido filtrado a través de la membrana glomerular hacia la cápsula de Bowman se
denomina filtrado glomerular. La membrana capilar glomerular recibe el nombre de membrana glomerular y es
análoga la de los demás capilares aunque 25 veces más porosa y en consecuencia, permite un mayor filtrado de
agua y soluto. El glomérulo pierde más del 10% de su volumen.
El filtrado glomerular tiene una concentración casi idéntica a la del plasma, sin células sanguíneas y proteínas a
las que son impermeables las membranas, es decir, contiene agua, glucosa, sales, aminoácidos, urea, etc.
La formación de orina permite al organismo eliminar desechos metabólicos sin perder sus componentes útiles.
La ultrafiltración depende de tres factores



Del valor de la presión sanguínea en los capilares glomerulares, que da lugar a la salida del líquido, 55 mm de Hg.
Del valor de la presión coloidosmótica en la sangre, la cual se opone a la presión capilar y se origina por la
presión oncótica o presión osmótica de las proteínas del plasma, 10mm de Hg.
De la presión hidrostática que corresponde a las propiedades de filtro del tejido (membrana), compuesto por las
capas que separan los dos compartimentos, la cápsula con la capa molecular y el glomérulo don su capa de
endotelio , 10 mm de Hg.
En síntesis:
La presión que favorece el filtrado glomerular= 55 mm de HG.
La presión que se opone al filtrado glomerular = 35 mm de Hg.
La presión de filtrado = 20 mm de Hg.
2. Reabsorción tubular
En cada minuto, son filtrado entre 100 y 125 mm de plasma en los riñones, pero solo 1 milímetro se constituye
en orina. Muchas de las sustancias disueltas de importancia para el organismo son reincorporadas a la sangre. El
65% del líquido es reabsorbido en los túbulos contorneados proximales y el 35% restante se reabsorbe a nivel
de asa de Henle, tubo contorneado distal y tubo colector.
Reabsorción activa: es la reabsorción que se realiza por transporte activo hasta alcanzar un nivel máximo
(reabsorción obligatoria), de manera que el exceso de oferta se elimina por la orina (sustancias umbrales). Es el
caso de la diabetes mellitus, en la que se elimina el exceso de glucosa que no alcanza a reabsorber. También se
reabsorben por transporte activo las sales minerales y los aminoácidos.
Reabsorción pasiva: se realiza por transporte pasivo y son reincorporadas al medio interno las sustancias no
umbrales, que se eliminan concentradas por la orina. Ejemplos: urea, ácido úrico, creatinina, drogas, etc.
El tubo contorneado proximal reabsorbe activamente glucosa, electrolitos (sodio, potasio y cloro) y se mantiene
la electroneutralidad el filtrado. La salida de estos iones de la orina, disminuye la tonicidad del filtrado y ocurre
reabsorción pasiva de agua.
De los 180 litros de filtración glomerular el 99% del filtrado es reincorporado a la sangre.
Mecanismo de contracorriente
Para completar la reabsorción de sustancias se postula el
mecanismo del flujo de contracorriente, en el cual el
filtrado se concentra progresivamente a su paso por la
porción descendente del asa de Henle y luego se diluye
poco a poco al circular por la porción ascendente del asa
de Henle. Las membranas del tubo descendente
presentan una gran permeabilidad al agua, no así a los
solutos y ocurre lo contrario con la membrana del asa
ascendente en que se transporta activamente ión cloro al
líquido peritubular, con lo que la orina se diluye.
En la figura se observa que la concentración aumenta a
medida que se desciende por el asa de Henle y lo
contrario ocurre en el asa ascendente.
El sitio de concentración final de la orina es el túbulo
colector, en donde por reabsorción de agua puede llegar a
una concentración de 1200 a 1400 milimoles / litros.
3. Secreción tubular.
Algunas sustancias, especialmente iones potasio, hidrógeno y amoniaco, son secretadas desde la sangre de los
capilares peritubulares hacia el filtrado. Determinados fármacos, como la penicilina o drogas son extraídos de la
sangre por secreción. La secreción ocurre principalmente en zona del túbulo contorneado distal. La secreción de
iones hidrógenos, es importante para regulas el pH sanguíneo, se realiza a través de la formación de ácido
carbónico. El CO2 que difunde desde la sangre hacia la célula de los túbulos, se combina con el H2O para
formar H2CO3. Este ácido se disocia formando H+ y HCO3- el HCO3- va a la sangre y el H se elimina en la
orina.
El riñón tiene un mecanismo adicional, para regular el pH. Frente a un exceso de ácidos, puede sustituir las
bases por amoniaco (NH3); éste se combina con los iones de H+ formando ion amoniaco (NH4).
Componentes
Plasma
Filtrado
glomerular
Orina
Índice de
concentración
Urea
Ácido úrico
Creatinina
Aminoácidos
Glucosa
Sales inorgánicos
Proteínas y otros
0.03
0.004
0.001
0.05
0.1
0.72
8.00
0.03
0.004
0.001
0.005
0.1
0.72
0
2.0
0.05
0.1
0
0
1.5
0
60
12
100
2
-
Característica de la orina normal
Color
Aspecto
Volumen
pH
Densidad
: amarillo pálido
: transparente
: 1.000 a 1.500 ml/día
: Carnívoros = ácida ; Herbívoros = alcalina
: la densidad específica de la orina tiene relación inversa con el volumen producido.
Constituyentes normales de la orina
a. Urea
: es el principal producto final nitrogenado del catabolismo de las proteínas.
b. Creatinina
: Derivado de la creatina (reservorio energético en el músculo que repone el ATP).
c. Ácido úrico
: derivado del catabolismo de las bases nitrogenadas púricas. Principal producto nitrogenado de
aves y réptiles.
d. Ion Cl- y Na+ : junto con la urea, son las sustancias más abundantes en la orina.
e. Sulfatos
: derivados principalmente de los alimentos y en menor proporción del metabolismo celular.
f. Agua
: es el compuesto más abundante, y actúa como solvente de las sustancias descritas.
g. Otros
: alantoína (derivado del ácido úrico), pigmentos, electrolitos (K+, Ca+2 , etc.)
Regulación de sodio, cloro y agua
El sodio, sal muy importante para el cuerpo humano, es absorbido por transporte activo hacia los capilares
peritubulares desde la sección tubular distal. La alta concentración posterior de Na+ en los capilares provoca que
el coro (Cl-) se mueva por difusión hacia los capilares. En consecuencia, la alta concentración de solutos
provoca movimiento de agua hacia los capilares.