lOMoARcPSD|21929680 Aparato Urinario - Apuntes 9 Fisiología (Universidad de Alicante) Studocu no está patrocinado ni avalado por ningún colegio o universidad. Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 TEMA 3: DESCRIPCIÓN ANATÓMICA Y BASES FISIOLÓGICAS DEL APARATO URINARIO: RIÑÓN Y VÍAS URINARIAS. FISIOLOGÍA RENAL. 0. JUSTIFICACIÓN 1. INTRODUCCIÓN: órganos del sistema urinario y funciones. 2. LOS RIÑONES 2.1- Anatomía renal. Irrigación e inervación. 2.2- Morfología renal. 2.3- Vías urinarias intrarrenales. 3. LAS VÍAS URINARIAS EXTRARRENALES: 3.1- Uréteres. 3.2- Vejiga urinaria. 3.3- Uretra. 4. FISIOLOGÍA RENAL 4.1- Formación de la orina: · La filtración glomerular (membrana de filtración). · La reabsorción y secreción tubular. 4.2 Mantenimiento del equilibrio osmótico e hidroelectrolítico. 4.3 – Mantenimiento del equilibrio ácido-base. 5. ATENCIÓN AL PACIENTE RENAL 1. INTRODUCCIÓN: Habitualmente se ingiere una cantidad de agua e iones superiores a las necesidades corporales que deben ser eliminados para mantener la homeostasis sanguínea. Esto se consigue a través de la orina, el principal líquido de desecho del organismo que varía en cantidad y composición, para mantener el medio interno constante en composición y volumen. El aparato urinario es el conjunto de órganos que producen y excretan la orina. Está localizado entre la región abdominal inferior y la pelviana y está constituido por dos riñones, órganos densos productores de la orina, de los que surgen sendas pelvis renales como un ancho conducto excretor que al estrecharse se denomina uréter. A través de ambos uréteres la orina alcanza la vejiga urinaria, donde se acumula. Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 Finalmente a través de un único conducto, la uretra, la orina se dirige hacia el meato urinario y el exterior del cuerpo. Las funciones del aparato urinario, y más concretamente de los riñones son: - el mantenimiento del equilibrio osmótico e hidroelectrolítico (regulan la volemia, el balance iónico y la osmolaridad sanguínea), - el mantenimiento del equilibrio ácido-base de la sangre y los fluidos corporales (regulan la concentración de iones tampón fosfato, carbonato y amonio), - la excreción de residuos hidrosolubles del cuerpo, productos nitrogenados del catabolismo celular (urea, ácido úrico, creatinina) y xenobióticos de fármacos y tóxicos. - Además tienen una importante función endocrina, participando en la producción de hormonas fundamentales para el organismo, como la renina, que regula la tensión arterial. La eritropoyetina, segregada por las células medulares del riñón en condiciones de anoxia, que actúa sobre la médula ósea estimulando la maduración y proliferación de los glóbulos rojos. Las prostaglandinas y cininas que participan en el control del flujo sanguíneo y los procesos inflamatorios. Además son los responsables de la activación de la vitamina D (1,25-dihidroxicolecalciferol), que estimula la absorción activa de calcio a nivel intestinal y favorece la actividad hipercalcemiante de la paratohormona a nivel renal y óseo. 2. LOS RIÑONES 2.1.- Anatomía renal. Irrigación e inervación: Los riñones están situados en el abdomen a ambos lados de la región dorsolumbar de la columna vertebral, aproximadamente entre la 12ª vértebra dorsal y la 3ª vértebra lumbar, situándose el derecho en un plano inferior al izquierdo, debido a la presencia del hígado. La cara posterior de cada riñón se apoya en la pared abdominal posterior y su cara anterior está recubierta por el peritoneo, de ahí que se consideren órganos retroperitoneales. A través de la membrana peritoneal, los riñones se relacionan con los órganos intraabdominales vecinos. El polo superior de cada riñón está cubierto por la glándula suprarrenal correspondiente, que se integra en la cápsula adiposa renal, y cuya función es puramente endocrina. Externamente los riñones son de color rojizo, tienen forma de habichuela, en el adulto pesan unos 140 g cada uno y tienen aproximadamente el tamaño del puño de un adulto. En cada riñón se distingue un polo superior y uno inferior; dos caras, la anterior y la posterior; dos bordes, el externo o lateral convexo y el medial o interno cóncavo. Este último presenta en su porción central el hilio renal, una ranura por donde entran y salen nervios, vasos linfáticos, vasos arteriovenosos y la pelvis renal. Los vasos arteriovenosos y la pelvis renal constituyen el pedículo renal. Envolviendo íntimamente al parénquima renal se encuentra primero la cápsula fibrosa, protegida a su vez por la cápsula adiposa. Aún más externamente se sitúa la aponeurosis renal. Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 La irrigación sanguínea de los riñones es muy abundante en relación a su peso y se debe a la función de depuración sanguínea que éstos realizan. Las arterias renales derecha e izquierda son ramas de la arteria aorta abdominal, que, tal como se ha comentado, penetran a su riñón por el hilio renal formando parte del pedículo renal. Estas arterias aseguran un aporte de sangre suficiente para la posibilitar la producción de orina (unos 1200 ml por minuto). En el interior de los riñones las arterias renales se ramifican disminuyendo progresivamente su calibre hasta las arteriolas aferentes y los capilares glomerulares. Los capilares glomerulares tienen un endotelio extremadamente fenestrado (con fenestraciones de 20-50 nm) para facilitar el paso de plasma y, por tanto, la depuración de la sangre. Están rodeados de células mesangiales, encargadas de su sostén. Además participan en la contracción de los capilares y tienen actividad fagocítica para eliminar residuos macromoleculares de la filtración. Contienen receptores para angiotensina II y otros vasoconstrictores. A la salida del glomérulo renal los capilares se reagrupan, en arteriolas y arterias eferentes, recuperando progresivamente su calibre hasta las venas renales que, de nuevo como parte del pedículo renal, salen de los riñones a través del hilio para drenar a la vena cava inferior. La inervación de ambos riñones corre a cargo de los nervios renales que, formando el plexo renal, penetran en los riñones acompañando a las arterias renales. Su principal función es vasomotora (inervan vasos sanguíneos), de manera que participan en la regulación del flujo sanguíneo renal. 2.2.- Morfología renal: En un corte frontal del riñón observamos dos elementos bien diferenciados: una cavidad llamada seno renal, cuyo orificio es el hilio renal, y el tejido llamado parénquima renal. Este presenta a su vez dos zonas de distinto aspecto y coloración: la corteza renal, lisa y rojiza, en la periferia, y la médula renal, de color marrón y textura estriada, situada entre la corteza y el seno renal. El seno renal es la cavidad del riñón que se forma a continuación del hilio renal. Contiene arterias y venas renales, los ramos nerviosos principales del plexo renal y las vías urinarias intrarrenales: los cálices renales menores y mayores y la pelvis renal. Todo ello se encuentra rodeado de tejido graso que contribuye a inmovilizar dichas estructuras. El parénquima renal es la parte efectora del riñón y está constituido por tejido conjuntivo muy vascularizado que sustenta entre uno y tres millones de nefronas: las unidades estructurales y funcionales del riñón. Cada nefrona consta de un corpúsculo y de un sistema tubular que se organizan dentro de las estructuras del parénquima. En el corpúsculo los capilares glomerulares forman un ovillo llamado glomérulo que queda alojado en el interior de una cápsula esférica llamada cápsula de Bowman con la que mantiene un íntimo contacto. Esta estructura es la responsable de la diálisis sanguínea. La cápsula de Bowman se parece a una esfera hueca, abierta por su polo superior para recibir a los capilares glomerulares, con dos membranas de epitelio plano simple que delimitan el espacio capsular: la pared visceral, en íntimo contacto con la Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 pared de los capilares, y la pared parietal o externa que se continúa sin interrupción con el túbulo renal. La pared visceral de la cápsula consiste en una membrana basal constituida por una lámina rara interna, en contacto directo con los capilares glomerulares, una lámina densa y una lámina rara externa. Las láminas raras están formadas en su mayor parte por ácido siálico, cargado negativamente, que ayuda a evitar el paso de proteínas durante la ultrafiltración. La lámina densa adquiere este nombre por su visualización al microscópio electrónico, que debe a su alto contenido en colágeno tipo IV. Contribuye a la filtración por impedimento de tamaño. Como curiosidad añadir que el desarrollo de autoanticuerpos anti colágeno tipo IV es una de las causas de algunas glomerulonefritis. Bajo la lámina rara externa se encuentran los podocitos, que recubren el interior de la cápsula de Bowman en contacto con su luz. Son células muy especializadas polarizadas que presentan multitud de prolongaciones citoplasmáticas primarias a modo de dedos denominados pedícelos que literalmente abrazan, a través de la membrana basal, los capilares glomerulares. Además los podocitos vecinos se relacionan abrazando sus pedícelos entre sí, formando una red que deja espacios o fisuras intercelulares de unos 25 nm. Los pedícelos entrecruzados están conectados mediante complejos moleculares que forman los llamados diafragmas de hendidura, por donde se realiza la ultrafiltración. El túbulo renal nace a continuación de la cápsula de Bowman, presenta cuatro segmentos con características histológicas, funcionales y topográficas distintas, rodeados por la red capilar peritubular. Su función es la de ajustar la composición del ultrafiltrado producido por el glomérulo, por medio de procesos de reabsorción y secreción, con la finalidad de recuperar sustancias útiles y facilitar la eliminación de sustancias nocivas. Los segmentos son: - El túbulo contorneado proximal, un tubo sinuoso de unos 13 mm de longitud que consta de un epitelio cuboide simple de citoplasma eosinófilo, cuyas células poseen un borde en cepillo de microvellosidades que aumenta su capacidad de absorción. Además presentan interdigitaciones laterales con las células vecinas. Su función principal es la de reabsorber hasta el 80% del filtrado glomerular. - El asa de Henle, que está constituido por dos ramas en forma de horquilla: la rama descendente que parte a continuación del tubo contorneado proximal y se introduce en la pirámide medular a más o menos profundidad; y la rama ascendente, que retorna hacia la corteza renal. Las nefronas se pueden clasificar como yuxtamedulares (el 20%) o corticales (el 80 %) en función de la longitud del asa de Henle. En las corticales el asa penetra a penas en la zona superficial de la pirámide medular y su corpúsculo suele ser muy fronterizo. En las nefronas yuxtamedulares, cuyo corpúsculo está situado en la zona de la corteza próxima a la médula, el asa de Henle es larga y penetra profundamente en la pirámide medular. En la porción ascendente de su asa de Henle, se distingue el segmento delgado seguido del segmento grueso. Este último presenta un epitelio cuboide simple, a diferencia del Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 resto del asa, que se caracteriza por un epitelio escamoso simple. Estas asas largas crean un gradiente de concentración de sodio en el intersticio de la médula renal (mayor concentración salina cuanto más cerca de la papila) que posibilita la máxima concentración de la orina. - El túbulo contorneado distal es de epitelio cuboide simple en el que destacan las células principales, con receptores para las hormonas antidiurética y aldosterona. Este segmento sigue la rama ascendente del asa de Henle y en su porción inicial se situa entre las arteriolas aferentes y eferente. Las células de esta porción se especializan en células de la mácula densa. La confluencia de estas tres estructuras forma el denominado aparato yuxtaglomerular. Las células de la mácula densa son las encargadas de responder a bajas concentraciones de sodio en el túbulo distal con la producción de renina. Esta hormona actúa sobre el angiotensinógeno de origen hepático para producir angiotensina I, que a nivel pulmonar será modificado a angiotensina II. Esta hormona tiene varios efectos que conllevan el aumento de la filtración glomerular. Por un lado estimula la producción de aldosterona y el aumento de la natremia. Por otro estimula a las células mesangiales extraglomerulares de la arteriola eferente provocando su contracción, lo que provoca un aumento de la presión hidrostática a nivel de los capilares glomerulares. - El túbulo o conducto colector presenta una porción cortical y otra medular. Es un tubo rectilíneo que se forma por confluencia de los túbulos contorneados distales de varias nefronas. El conjunto de nefronas que confluyen a un mismo túbulo colector determinan un lobulillo renal. A su vez varios túbulos colectores confluyen en un conducto papilar que, junto con otros similares, drena en un cáliz menor. Estos conductos, se prolongan desde la corteza hasta la papila renal, atravesando en altura toda la pirámide. El colector se asemeja al distal en cuanto al tipo de epitelio que lo constituye, además de las células principales posee muchas células intercaladas que intervienen en la homeostasis del pH sanguíneo. Así pues, la corteza renal es la zona del parénquima situada inmediatamente por debajo de la cápsula fibrosa, tiene un espesor aproximado de 1 cm y está constituida por los corpúsculos de las nefronas. La corteza se inserta en la médula renal con prolongaciones denominadas columnas de Bertin constituidas por los conductos contorneados de las nefronas y de los vasos sanguíneos más finos. Por su parte, la médula renal consta de 8 a 18 estructuras cónicas llamadas pirámides renales o de Malpighi, cuyos vértices, dirigidos hacia el seno renal, se denominan papilas renales. En las pirámides se sitúan las asas de Henle, los conductos colectores y los conductos papilares. La unión de una pirámide de Malpighi, con sus columnas de Bertin adyacentes, conforman un lóbulo renal, la unidad macroscópica estructural del riñón. 2.3 Vías urinarias intrarrenales: Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 Las vías urinarias intrarrenales son el conjunto de canales excretores que conducen la orina definitiva desde su salida del parénquima renal hasta el exterior del riñón. - Los cálices menores son unas estructuras visibles macroscópicamente, en forma de copa, situados en el seno renal. Recogen la orina procedente de los conductos papilares que desembocan en la papila renal (vértice agujereado de cada pirámide de Bertin). En cada riñón hay tantos cálices menores como pirámides, es decir entre 8 y 18. - Los cálices mayores, de 2 a 3 por riñón, se forman por la reunión de varios cálices menores y conducen la orina de los cálices menores a la pelvis renal. - La pelvis renal se forma por la reunión de los cálices mayores. Es un reservorio con capacidad para 4-8 ml de orina. Tiene actividad contráctil que contribuye al avance de la orina hacia el exterior. La pelvis renal tiene una porción intrarrenal, situada en el seno renal y una porción extrarrenal, a partir del hílio, que se hace progresivamente más estrecha hasta continuarse con el uréter. El epitelio en esta estructura se diferencia ya del epitelio renal y se conoce como epitelio de transición, aunque es un epitelio muy fino que se engrosará en los uréteres. 3.- LAS VÍAS URINARIAS EXTRARRENALES: 3.1- Uréteres La pelvis renal de cada riñón se continúa con el uréter correspondiente. Estos son dos finos conductos que conducen la orina hacia la vejiga mediante movimientos peristálticos. Tienen una posición retroperitoneal y realizan un trayecto de entre 25 a 30 cm, con una porción abdominal y una pelviana, hasta desembocar en la base de la vejiga urinaria. Su pared gruesa músculomembranosa (de entre 4 y 7 mm de diámetro) consta de tres capas. La más interna es una capa mucosa revestida de epitelio transicional que presenta una lámina propia de tejido conectivo denso. La pared muscular intermedia está compuesta por células musculares lisas con actividad contráctil. La combinación de epitelio transicional y los pliegues longitudinales extensos permite la distensión del uréter. Los 2/3 superiores del uréter poseen 2 capas de músculo liso; la capa interna es longitudinal y la externa circular (disposición inversa de la que prima en el intestino). La capa más externa del uréter, la adventicia, es una membrana serosa constituida por tejido conectivo fibroelástico con vasos sanguíneos, linfáticos y nervios. Cada uréter presenta tres estrechamientos. El primero, en su origen, coincide con la unión pelvicoureteral. El segundo se produce a nivel pélvico, en su cruce con los vasos Ilíacos. El tercero, el más acentuado, se encuentra en la pared vesical, en su desembocadura a la vejiga. En su trayecto abdominal, los uréteres descienden verticalmente, apoyados sobre la pared muscular abdominal posterior (a lo largo del músculo Psoas), recubiertos por el peritoneo. Al penetrar en la cavidad pélvica, cruzan los vasos ilíacos comunes Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 iniciándose su trayecto pélvico. A continuación, en el hombre, los uréteres pasan por debajo de los conductos deferentes, mientas que en la mujer lo hacen por debajo de las arterias uterinas. Finalmente los dos uréteres llegan al fondo vesical donde se abocan, atraviesan la pared vesical siguiendo un trayecto oblicuo de arriba abajo y de fuera adentro. Este trayecto explica la ausencia de reflujo vesicoureteral cuando la vejiga está llena, y se puede considerar una verdadera válvula fisiológica. 3.2 Vejiga La vejiga urinaria es un órgano muscular hueco situado en la cavidad pélvica. Es un reservorio de orina con capacidad máxima fisiológica de hasta 800 ml, aunque en determinadas patologías puede exceder bastante este volumen. Cuando está vacía, la vejiga adopta una forma triangular de base ancha situada hacia atrás y hacia abajo, el fundus. El cuerpo vesical se estrecha hacia delante coincidiendo en su borde anterior con el borde superior de la sínfisis púbica. La cara superior (sobre la cual se apoya el útero en la mujer) es ligeramente cóncava, a no ser que contenga un gran volumen de orina, en cuyo caso, la cara superior forma una cúpula que sobrepasa la sínfisis púbica. En el fundus vesical hay tres orificios, los dos ureterales, separados por unos 4-5 cm y el orificio uretral, punto de partida de la uretra. Los tres delimitan un espacio triangular denominado trígono vesical. La capa muscular de la pared vesical está constituida por una potente red de fibras musculares lisas denominada músculo detrusor, que permite una contracción uniforme de este órgano. La capa muscular está revestida interiormente por la mucosa de epitelio transicional y la submucosa. Cuando la vejiga está vacía el epitelio muestra seis a ocho capas, cuando está llena presenta tres a cuatro capas de células aplanadas. La distensión de las paredes de la vejiga como resultado del depósito de orina, permite acomodar la mucosa por aplanamiento de sus innumerables pliegues y expansión del epitelio transicional que al final termina por parecerse al plano estratificado. Las células superficiales del epitelio presentan una membrana celular con concavidades alternadas con placas de engrosamiento. Esto permite soportar la distensión y también restringir el movimiento de líquidos. Estas células superficiales, además, están unidas por zónulas ocludens que forman una barrera impermeable que impide la salida de agua desde la orina (solución hipertónica). 3.3 Uretra El orificio uretral vesical y el inicio de la uretra están rodeados por dos esfínteres: uno de control involuntario formado por haces del músculo pubovesical y otro de control voluntario formado por fibras del músculo transverso profundo del periné, que forma parte del diafragma urogenital. La uretra femenina es un conducto de unos 3-4 cm de longitud destinado exclusivamente a conducir la orina. Nace en la cara inferior de la vejiga, desciende describiendo un trayecto ligeramente cóncavo hacia delante, entre la sínfisis púbica por Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 delante y la pared vaginal por detrás, desemboca en el meato uretral externo de la vulva, entre el clítoris por delante y el orificio vaginal por detrás. Poco antes del meato, la uretra atraviesa el músculo transverso profundo del periné que constituye su esfínter externo, de control voluntario. La uretra masculina tiene una longitud de entre 20-25 cm repartidos en varios segmentos: - uretra prostática, segmento de unos 3-4cm de longitud y 1cm de diámetro que atraviesa la próstata. - uretra membranosa de aproximadamente 1 cm de longitud, que atraviesa el músculo transverso profundo del periné, el esfínter voluntario del conducto. - uretra esponjosa, que se dispone a todo lo largo del cuerpo esponjoso del pene, hasta el meato uretral. En general, el extremo proximal de la uretra está revestido por epitelio transicional y el extremo distal, en el punto en el que se acerca al orificio externo, por estratificado plano no queratinizado. La lámina propia de la uretra es gruesa y fibroelástica. Junto a ella hay una capa muscular poco delimitada, compuesta de una capa longitudinal interna y otra circular externa de músculo liso. En el orificio externo, la uretra está rodeada por un esfínter uretral doble, siendo el interno involuntario y el externo voluntario e integrado por fibras de músculo estriado. 4. FISIOLOGÍA RENAL 4.1- Formación de la orina: La formación de la orina pasa por tres etapas fundamentales: la filtración glomerular, la reabsorción tubular y la secreción tubular. * Filtración glomerular: La filtración glomerular es la etapa inicial en la formación de la orina, consiste en el paso de parte del plasma sanguíneo que circula por los capilares glomerulares del riñón, hacia el espacio capsular de Bowman, atravesando la membrana de filtración. Tal y como se ha explicado, ésta es un filtro complejo formado por tres estructuras: el endotelio fenestrado de los capilares glomerulares, la membrana basal de la pared visceral de la cápsula de Bowman y la capa de podocitos que los rodea. Los elementos formes de la sangre (hematíes, leucocitos y plaquetas), así como las proteínas plasmáticas no pueden atravesar la membrana de filtración, de ahí que el filtrado, orina primitiva u orina inicial que se recoge en el espacio de Bowman tenga una composición similar a la del plasma, excepto en lo que concierne a las proteínas. La Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 única proteína, que en condiciones normales, puede filtrarse es la albúmina, aunque siempre será en concentraciones mínimas. Para que forzar el paso del agua y solutos del plasma hacia el espacio capsular de Bowman y por tanto haya filtración glomerular debe haber suficiente presión sanguínea en los capilares glomerulares. La presión arterial sistólica (PAS) debe ser igual o superior a 60 mm Hg, ya que cifras menores se traducirán en una presión hidrostática insuficiente. Pero la presión neta de filtración (PNF) es el resultado de diferentes fuerzas contrapuestas: 1) la presión hidrostática que ejerce la sangre en los capilares glomerulares (PHc) que depende de la PAS y favorece la filtración, 2) la presión hidrostática que ejerce el filtrado en la cápsula de Bowman (PHb), 3) la presión coloidosmòtica u oncótica que ejercen las macromoléculas sanguíneas en los capilares glomerulares (POc) que es contraria a la filtración y 4) la presión coloidosmòtica u oncótica que ejercen las macromoléculas en la cápsula de Bowman (POb), que favorece la filtración pero es despreciable. Así pues, la PNF = PHc – (PHb + POc) Su valor final ronda los 10 mm Hg y se mantiene relativamente constante gracias a distintos mecanismos reguladores en los que, entre otras, intervienen hormonas producidas por el propio riñón (la renina del aparato yuxtaglomerular). La tasa de filtración glomerular (TFG) es otro de los parámetros relevantes en el estudio de la fisiología renal. Es el volumen de filtrado que se produce por unidad de tiempo, y su valor es de unos 120 ml/min, que en 24 horas supone la elevada cifra de 180 l. Este enorme volumen de filtrado se debe a la gran cantidad de sangre que reciben ambos riñones por unidad de tiempo, unos 1200 ml/min, que representa del 20 al 25% del gasto cardíaco en reposo. Para estudiar la TFG se mide la concentración de substancias en orina que cumplen los siguientes requisitos: - se filtran en forma de molécula libre, no ligada a proteínas, - no se reabsorben ni se secretan a nivel tubular, - no se producen ni destruyen por el riñón, ni modifican el funcionamiento del mismo. Las más utilizadas con este propósito son la inulina y la creatinina. * Reabsorción y secreción tubular: Para alcanzar el volumen total definitivo de orina, la diuresis, que en general en el adulto es de unos 2 l/día, es necesario un proceso de reabsorción que se produce a nivel Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 tubular. Además, durante su flujo por los túbulos, la composición de la orina también será ajustada para mantener la homeostasis sanguínea, por lo que será necesario un proceso de secreción tubular acoplado al proceso de reabsorción. Las principales sustancias secretadas son H+, K+, NH4+ y ciertos fármacos como la penicilina. La reabsorción tubular, por tanto, es el retorno de gran parte del filtrado al torrente sanguíneo: por un lado, el agua necesaria para mantener el equilibrio hídrico y por otro parte de las sustancias filtradas que son imprescindibles para el cuerpo como la glucosa, los aminoácidos, vitaminas, parte de la urea e iones. Para que pueda darse esta reabsorción, la tensión sanguínea en los capilares peritubulares es mucho menor de lo normal. Los mecanismos por los que se realizan la reabsorción y la secreción pueden ser: - el transporte pasivo, a favor de gradiente, por difusión. Tal es el caso del agua y de parte de la urea filtrada. - o bien el transporte activo de sustancias en contra de su gradiente de concentración con gasto de energía en forma de ATP. Para conseguir este ATP, la cara basal de las células tubulares es rica en bombas de Sodio/potasio (ATPasa de Na+/K+). Estos dispositivos moleculares consumen energía en forma de ATP para poder transportar iones en contra de su gradiente (habitualmente Na+), creando un flujo acoplado de retorno que se aprovecha para reabsorber otras moléculas. La reabsorción del 99% del filtrado sucede a todo lo largo del túbulo renal especialmente en el segmento contorneado proximal (un 80% aprox.), mientras que el ajuste preciso del volumen y composición de orina definitiva se efectúa en el túbulo contorneado distal y colector. En los 180 L de filtrado producidos diariamente en el glomérulo renal hay aproximadamente 1,5 Kg de NaCl, del que sólo será excretado el 1%. En el túbulo contorneado proximal (TCP) se reabsorbe el 75% del Na+ por trasporte activo a través de las Bombas de Sodio/Potasio, una proporción similar de iones Cloro le sigue por el gradiente eléctrico, es decir, la diferencia de cargas eléctricas que se crea y el agua acompaña a ambos siguiendo un gradiente osmótico. Al final de este segmento, el volumen de filtrado se ha reducido mucho pero se mantiene isotónico con respecto al plasma sanguíneo, es decir, ambos fluidos presentan una similar concentración de sal. En la porción descendente del asa de Henle, siguiente segmento tubular de la nefrona, apenas sucede transporte activo de Na+ y consecuentemente tampoco de Cl-. En cambio, sus paredes son muy permeables al agua. La porción ascendente del Asa de Henle presenta características contrapuestas a la anterior, es decir, una activa reabsorción de NaCl y gran impermeabilidad al agua. Esta configuración del Asa de Henle, típica de las nefronas yuxtamedulares, produce un gradiente de salinidad de menos a más a medida que desciende por el asa y una recuperación de la concentración Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 a medida que recorre el tramo ascendente, de manera que la orina que llega al túbulo contorneado distal tiene un volumen mucho menor y es hipotónica respecto al plasma. Cuando el cuerpo precise agua, se concentrará la orina mediante la reabsorción de agua en los últimos segmentos tubulares de las nefronas, el túbulo distal y el conducto colector, bajo regulación de la hormona antidiurética (ADH o vasopresina). En su ausencia las paredes de ambos son casi impermeables. Esta hormona se produce en el hipotálamo y se almacena y segrega por la hipófisis posterior a la sangre en respuesta a variaciones en la concentración sanguínea. Además, en el túbulo distal y la porción inicial del conducto colector la hormona de origen suprarrenal aldosterona promoverá la reabsorción de Na+ en función de las necesidades del organismo. 4.2 Mantenimiento osmótico e hidroelectrolítico La osmolaridad de los líquidos corporales está en relación directa con la concentración de NaCl y el volumen hídrico del plasma sanguíneo. Los riñones, regulando ambos parámetros bajo el control hormonal, modifican las características de la orina, contribuyendo al mantenimiento de la homeostasis hidroelectrolítica del organismo. Para mantener la constancia hídrica del medio interno, las pérdidas hídricas deben ser proporcionales a las ganancias, de modo que se pierden unos 2500 mL /día por 4 vías: la renal que excreta un 60% aprox. de este volumen en forma de orina, la dérmica que, a través del sudor, elimina un 8%, la pulmonar que, a través del aliento, elimina aproximadamente un 28% y la gastrointestinal que elimina un 4% en el agua incluida en las heces. Tanto las ganancias como las pérdidas de agua van acompañadas de las correspondientes de electrolitos, principalmente de Na+, Cl-, K+ y Ca2+. Ya hemos visto cómo se regula el balance hídrico y de Na+ y Cl-. El potasio juega un papel crucial en la excitabilidad neuromuscular y en principio es totalmente reabsorbido en el TCP y sólo aparece en la orina cuando, por efecto de la aldosterona y en respuesta a un exceso de potasio o un déficit de sodio en sangre (hiperkaliemia), se secreta y elimina en el segmento terminal. En lo que respecta al calcio, sumamente importante en las reacciones celulares y en los componentes óseos, tras filtrarse en el glomérulo es reabsorbido pasivamente a todo lo largo del túbulo renal, a excepción del segmento contorneado distal, donde su reabsorción dependerá de la paratohormona (PTH), hormona hipercalcemiante secretada por las glándulas paratiroides. 4.3 Mantenimiento del equilibrio ácido-base El metabolismo celular produce bases como el amoniaco (NH3) y sobre todo sustancias ácidas como el ácido sulfúrico (H 2SO4), el ácido fosfórico (H3PO4), el ácido úrico, el ácido láctico, el ácido acetoacético y el ácido ß-hidroxibutírico. La cantidad de todos los anteriores, sin embargo es insignificante si se compara con la enorme cantidad de ácido carbónico (H2CO3) formado diariamente a partir del CO2 liberado durante la respiración celular. Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 Los ácidos en general (AcH) son compuestos que en disolución acuosa tienden a disociarse totalmente si son fuertes, o parcialmente si son débiles, produciendo en el medio un aumento en la concentración de iones hidrogeno (H +). El pH es el parámetro que evalúa la acidez o basicidad de un medio y se define como el valor que resulta del negativo del logaritmo de la concentración de H + libres del medio, expresada en moles/L (pH = - log [H+]). Cuanto mayor es la concentración de hidrogeniones, menor es el valor del pH y hablamos de pH ácido. Al contrario, cuando menor es su concentración, mayor es el valor del pH y hablamos de pH básico. La concentración de hidrogeniones de los fluidos biológicos suele ser muy pequeña, del orden de 10-7 M, por lo que pH=- Log [10-7] =7. La estructura funcional de nuestras proteínas, la mayoría de procesos fisiológicos del organismo y todas las reacciones químicas intracelulares, requieren unas condiciones de acidez constantes (próximas a la neutralidad) para desarrollarse con normalidad. El equilibrio ácido base contempla los mecanismos moleculares y fisiológicos que tratan de mantener la acidez sanguínea constante y estable, alrededor de un pH de 7,4 (entre 7,35 y 7,45), lo cual asegura una concentración correcta de ácidos y bases a todos los niveles del cuerpo, tanto en la sangre como en los tejidos. De estos mecanismos reguladores el primero en actuar, de manera independiente, es el tampón proteico. Las proteínas son los sistemas amortiguadores orgánicos más eficaces y abundantes de la sangre, ya que poseen en sus aminoácidos constituyentes grupos funcionales carboxílicos, de carácter ácido, (-COOH) capaces de ceder hidrogeniones al medio, y grupos amina, básicos (-NH2), capaces de captarlos siempre que la proporción de éstos se vea alterada. Esta regulación de la [H+] en el medio es inmediata y de rápida acción. Cuando la amortiguación de las proteínas no es suficiente para restaurar el pH, el organismo pasa al segundo mecanismo disponible: los sistemas tampón extracelulares. El más importante es el sistema HCO3−/CO2, que se describe con la siguiente ecuación: Al tratarse de un sistema tampón basado en un ácido débil, ante cualquier cambio en la concentración de alguna de sus especies químicas esta reacción se desplazará a izquierda o derecha para compensarlo y recuperar el equilibrio de concentraciones regulando con ello el pH, tal y como describe la ecuación de Henderson-Hasselbalch: La regulación de sistema HCO 3−/CO2 es bilateral. Por un lado, la ventilación alveolar concentraciones de CO2, y la excreción renal se encarga de controlar rigurosamente las concentraciones de H+ y HCO3−. Así pues, un aumento en la concentración de H + desvía la ecuación hacia la derecha generando CO 2 y viceversa. Este importante sistema amortiguador está estrictamente regulado bilateralmente. El aumento de la Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 concentración de CO2 está estrechamente regulado por la modificación de la ventilación pulmonar, de su profundidad y del ritmo ventilatorio pulmonar, que se instaura a los pocos minutos de producirse una alteración del pH sanguíneo. En el otro lado, ante el aumento de H+ y HCO3− encontramos el control renal, capaz de modificar la composición de la orina con excreción del exceso del ácido o de la base. A pesar de ser el más lento, el mecanismo renal resulta el más eficaz en el control del equilibrio ácido base. Los riñones controlan el pH mediante el ajuste de la cantidad de HCO 3− que se excreta o es reabsorbido. La reabsorción de HCO3− es equivalente a la excreción de H+ libre puesto que desplazará la reacción del sistema hacia la derecha. Las respuestas para manejar los trastornos del equilibrio ácido base se desarrollan entre horas y días después de que sucedieron los cambios en este equilibrio. Toda el HCO3− en el suero se filtra a medida que pasa a través del glomérulo. La reabsorción de HCO3− se produce sobre todo en el túbulo proximal y, en menor medida, en el túbulo colector. El agua dentro de la célula tubular distal se disocia en hidrogeniones e hidroxilos (OH−); en presencia de CO2, el hidroxilo se combina con este formando HCO3−, que regresa al capilar peritubular, mientras que el H + se secreta hacia la luz tubular y se une con el HCO 3− filtrado libremente formando CO2 y H2O, que también se reabsorben. En consecuencia, los iones de HCO 3− reabsorbidos distalmente vuelven a sintetizarse y no son los mismos que se filtraron. La disminución del volumen circulante efectivo (como durante la terapia con diuréticos) aumenta la reabsorción de HCO3−, mientras que la elevación de la concentración de hormona paratiroidea en respuesta a una carga de ácido disminuye la reabsorción de HCO 3−. Asimismo, el aumento de la PCO2 incrementa la reabsorción de HCO3−, mientras que la depleción de cloruro (Cl−) (típicamente, debido a la depleción de volumen) estimula la reabsorción de Na+ y la generación de HCO3− en el túbulo proximal. Además, en los túbulos proximales y distales se secretan ácidos activamente, donde se combinan con amortiguadores urinarios, en particular el sistema fosfato (HPO 4−2) (que se filtra libremente), la creatinina, el ácido úrico y el amoníaco, para de esta manera excretarse del organismo. La mayor importancia del sistema amortiguador de amoníaco es que los demás amortiguadores se filtran en concentraciones fijas y pueden agotarse frente a cargas elevadas de ácido, mientras que las células tubulares regulan activamente la producción de amoníaco en respuesta a los cambios en la carga de ácido. Así pues, el pH arterial es el principal factor determinante de la secreción de ácido, pero la excreción también depende de las concentraciones de potasio (K+), Cl− y aldosterona. 5. PATOLOGÍAS MÁS FRECUENTES Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 En cuanto a las patologías más frecuentes que afectan al funcionamiento del riñón y las vías urinarias encontramos: - El síndrome nefrítico: inflamación de las nefronas a nivel glomerular, con el consecuente deterioro de su función. Cursa con hematuria u orinas oscuras, oligoanuria, y el aumento de retención de Na y agua, y consecuentemente edema e hipertensión. - El síndrome nefrótico: Se debe a un aumento anormal de la permeabilidad de la membrana basal glomerular. Provocado por causas primarias o por secundarias a infecciones, fármacos, neoplasias, etc. La clínica se basa en proteinuria, edemas por hipoalbuminemia, insuficiencia renal, hipercoagubilidad, hiperlipidemia, etc. C) INSUFICIENCIA RENAL Incapacidad de los riñones para hacer sus funciones Eliminar desechos metabólicos Realizar sus funciones reguladoras Consecuencias: Acumulación de agua, electrolitos y productos de desecho metabólicos en los líquidos corporales Alteración funciones endocrinas y metabólicas Alteración del equilibrio hidrolítico y equilibrio ácido-base INSUFICIENCIA RENAL AGUDA Fallo repentino. Puede ser reversible si se corrige la alteración inicial que provocó la insuficiencia. Tiene 2 períodos: Oliguria: disminución en la eliminación de la orina y alteración de la concentración de orina Poliuria: aumenta la diuresis. La orina eliminada es abundante Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 INSUFICIENCIA RENAL CRÓNICA Destrucción progresiva de las nefronas y esclerosis (endurecimiento) renal. Manifestaciones clínicas: comienzan lentamente, ya que las nefronas sanas continúan funcionando. En caso de insuficiencia crónica no estable puede hacer falta diuresis. D) PIELONEFRITIS (inflamación de la pelvis renal) Infección bacteriana del riñón, desde el torrente sanguíneo o por la uretra, a partir del meato. Las crisis de pielonefritis pueden evolucionar hacia la cronificación y las nefronas pueden verse afectadas y morir. E) CISTITIS Inflamación de la vejiga urinaria, debida a una infección por microorganismos provenientes de la uretra. Es más frecuente en las mujeres, ya que el conducto de la uretra es más corto que la del hombre. Síntomas: escozor al orinar urgencia urinaria polaquiuria (ir mas veces al baño y orinar muy poco) Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 tenesmo (deseo constante de orinar) F) LITIASIS Puede ser: NEFROLITIASIS: presencia de cálculos en el riñón UROLITIASIS: presencia de cálculos en las vías urinarias Los cálculos se cristalizan. Son de color y tamaño variable Síntomas: dolor muy intenso náuseas y vómitos polaquiuria hematuria disuria tenesmo rectal 4.2. Trastornos del metabolismo: agua, sodio y potasio HIPERHIDRATACIÓN: aumento del agua dentro del cuerpo HIPERPOTASEMIA: aumento del Potasio (K) en sangre HIPOPOTASEMIA: disminución del Potasio (K) en sangre 4.3. Trastornos del equilibrio Ácido-Base Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected]) lOMoARcPSD|21929680 ACIDOSIS: exceso de sustancias ácidas en sangre o ACIDOSIS RESPIRATORIA: aumento de CO2 o ACIDOSIS METABÓLICA: disminución de HCO3- ALCALOSIS: exceso de sustancias básicas en sangre o disminución de sustancias ácidas o ALCALOSIS RESPIRATORIA: disminución de CO2 o ALCALOSIS METABÓLICA: aumento de HCO3- 6. ATENCIÓN AL PACIENTE RENAL La enfermedad renal crónica constituye hoy día un importante problema de salud en las sociedades desarrolladas y está íntimamente vinculado a otras patologías. Esta enfermedad se asocia a una importante morbimortalidad cardiovascular con las consecuencias que todo ello conlleva. Es fundamental el abordaje precoz en pacientes con enfermedad renal crónica; en estadios iniciales, centrando la atención en la promoción y prevención de la salud; así como, el manejo de las terapias sustitutivas en los estadios avanzados Fuente: Gerard J. Tortora y Bryan Derrickson. PRINCIPIOS DE ANATOMIA Y FISIOLOGIA. Panamericana 2006 Descargado por Itsaso Zarrabeitia Barrenetxea ([email protected])
