Organización del sistema urinario

Sebastián Lavanderos B. 2do. Medicina UDP

1

Organización del Sistema Urinario Los riñones tienen 3 funciones principales:

1. Funcionan como filtros, remueven los productos metabólicos y toxinas de la sangre, y los excretan hacia la orina.

2. Regulan el balance de fluidos, electrolitos y ácido-base corporal.

3. Producen o activan hormonas que tienen que ver con la eritrogénesis, el metabolismo del Ca

+2 y la

regulación de la presión y flujo sanguíneo.

Anatomía Funcional del Riñón Veremos desde el nivel macroscópico hasta el

microscópico cuando veamos el nefrón, que es la

unidad funcional del riñón, y hay aproximadamente 1

millón en cada uno.

Los Riñones son órganos pares y retroperitoneales, que comprometen una serie de elementos vasculares y epiteliales Los riñones humanos son estructuras pares con forma

de poroto que se encuentran detrás del peritoneo, a

cada lado de la columna vertebral. Se extienden de T12

a L3. Los 2 juntos son como el 0,5% del peso corporal,

en el hombre pesan 125-170[g] y en la mujer 115-155[g].

Los riñones están cubiertos por una cápsula fibrosa. En

el medio de su superficie cóncava hay una apertura en

la cápsula, en donde está el hilio, que es por donde

entran la aá y nvs renales, y por donde sale la vv renal,

los linfáticos y el uréter. El hilio se abre a un espacio

superficial llamado el seno renal, que está rodeado de

parénquima renal, excepto donde se conecta al extremo

superior del uréter. El seno renal incluye espacios que

están llenos de orina: La pelvis renal, per sé, y sus

extensiones, los cálices mayor y menor. La cápsula

renal se refleja al seno en el hilio, y su capa interna

queda mirando el seno y su capa externa los vasos

sanguíneos y pelvis renal.

Si cortamos el riñón, podemos distinguir 2 capas

principales: La corteza (región granular externa) y la

médula (región más oscura interna). La corteza se ve

granulada por los glomérulos, pequeños manojos de

capilares. La médula no tiene glomérulos, y es un

arreglo paralelo de túbulos y pequeños vasos

sanguíneos.

La médula se subdivide en 8 a 10 pirámides renales,

que son cónicas. Sus bases son el borde córticomedular,

y su punta la pelvis renal. Aquí hay pequeñas

perforaciones por donde la orina fluye hacia los cálices

menores del seno renal.

Los Riñones tienen un flujo sanguíneo muy abundante, y capilares glomerulares que se encuentran unidos por arteriolas upstream y downstream Los riñones reciben un ~20% del gasto cardiaco. Este

abundante flujo sanguíneo es necesario, ya que provee

el plasma sanguíneo necesario para formar un

ultrafiltrado en los glomérulos. La circulación renal

sigue la secuencia arteriola de alta resistencia

(eferente), red capilar glomerular de alta presión para

la filtración, arteriola de alta resistencia (aferente), red

capilar de baja presión que rodea los túbulos renales

(capilares peritubulares), y toma el fluido absorbido

por estos túbulos.

Una sola arteria renal entra por el hilio y se divide en

ramas anterior y posterior, que dan lugar a aás

interlobares y luego arcuatas. Estas últimas rodean la

unión córticomedular, donde se ramifican en aás

interlobares ascendentes que entran en la corteza y dan

lugar a las arteriolas aferentes. Éstas dan lugar a los

capilares glomerulares, que se vuelven a unir para

formar las arteriolas eferentes. Las arteriolas

aferentes y eferentes determinan la presión hidrostática

en los capilares glomerulares interpuestos. El tono de

ambas arteriolas está bajo control simpático y de

mediadores químicos.

Ramas pequeñas de la aá arcuata, o la porción proximal

de la aá interlobular, irrigan una subpoblación de

glomérulos juxtamedulares que se encuentran cerca de

la unión de la corteza con la médula. Las arteriolas

eferentes de estos nefrones descienden hacia las papilas

renales para formar vasos con forma de horquilla

llamados la vasa recta, que proveen redes capilares

para los túbulos en la médula. Cerca del 90% de la

sangre que entra al riñón perfunde los glomérulos

superficiales y la corteza; y sólo un ~10% perfunde los

glomérulos juxtamedulares y la médula.

Los vasos linfáticos, que drenan el fluido intersticial

de la corteza, pueden contener altas concentraciones

de hormonas renales, como la eritropoyetina (EPO), y

dejan el riñón siguiendo aás por el hilio. No hay

linfáticos en la médula, si hubieran tenderían a drenar

el fluido intersticial de alta osmolalidad, necesario para

producir la orina concentrada.

La unidad funcional del Riñón es el Nefrón Cada riñón tiene de 800.000 a 1.200.000 nefrones. Cada

nefrón es independiente hasta que su ducto colector se

une al ducto o ductos colectores de uno o más

nefrones.


2

Un nefrón consiste de un glomérulo y un túbulo. El

glomérulo es una agrupación de vasos sanguíneos en

donde se origina el filtrado del plasma. El túbulo es

una estructura epitelial que convierte este filtrado en

orina. Estas dos entidades –vascular y epitelial- se

encuentran al final del epitelio del túbulo, llamado

cápsula de Bowman. Esta cápsula rodea al glomérulo

y contiene al espacio de Bowman, que es contiguo

con el lumen del túbulo. Aquí el filtrado pasa desde el

sistema vascular al sistema de túbulos.

Los elementos epiteliales del nefrón incluyen a la

cápsula de Bowman, el túbulo contorneado proximal,

las ramas delgadas descendente y ascendente del asa de

Henle, la rama gruesa ascendente del asa de Henle, el

túbulo contorneado distal y el túbulo conector. El

túbulo conector llega al túbulo colector inicial, el

túbulo colector cortical y los ductos colectores

medulares.

En la corteza renal hay 2 poblaciones de nefrones. Los

nefrones superficiales tienen loops cortos que se

extienden al límite entre la médula interna y la externa.

Los nefrones yuxtamedulares, que tienen un rol

especial en la producción de orina concentrada, tienen

loops largos que se extienden hasta la punta de la

médula.

El Corpúsculo Renal tiene 3 componentes: Vasculares, el Mesangio y el espacio y cápsula de Bowman El corpúsculo renal, que es el sitio donde se forma el

filtrado glomerular, consta del glomérulo, el espacio de

Bowman y la cápsula de Bowman.

En el riñón, los procesos pediculados de los podocitos

cubren a los capilares glomerulares, entonces

representan la superficie visceral de la cápsula de

Bowman. En el polo vascular, donde ingresa la arteriola

aferente y sale la eferente, los podocitos son continuos

con la capa parietal de la cápsula de Bowman. El

filtrado glomerular se drena al espacio entre estas dos

capas (el espacio de Bowman), y fluye hacia el túbulo

contorneado proximal en el polo urinario del

corpúsculo renal.

Estructura de un Glomérulo A – Glomérulo B – Túbulo contorneado proximal C – Túbulo contorneado distal D – Aparato yuxtaglomerular 1. Membrana basal glomerular 2. Capa parietal de la cápsula de Bowman 3. Capa visceral de la cápsula de Bowman 3a. Pedicelos (procesos pediculados de los podocitos) 3b. Podocito 4. Espacio de Bowman (espacio urinario) 5a. Mesangio – célula intraglomerular 5b. Mesangio – célula extraglomerular 6. Células granulares (células yuxtaglomerulares) 7. Mácula densa 8. Miocitos (músculo liso) 9. Arteriola aferente 10. Capilares glomerulares 11. Arteriola eferente

La Barrera de Filtración Glomerular, entre el lumen

capilar glomerular y el espacio de Bowman,

comprende: (1) el Glicocálix, (2) las células endoteliales,

(3) la membrana basal glomerular y (4) los podocitos

epiteliales.

El glicocálix son GAGs cargados negativamente, que

previenen la fuga de macromoléculas negativas. Las

células endoteliales de los capilares glomerulares

están casi completamente rodeadas por la membrana

basal glomerular y una capa de procesos pediculados de

los podocitos, excepto al centro del glomérulo, donde

las células endoteliales se ponen en contacto directo

con las células mesangiales, parecidas al músculo liso.

La filtración se produce fuera de las células

mesangiales, en la porción periférica de la pared

capilar, que está cubierta con membrana basal y

podocitos. Las células endoteliales tienen grandes

fenestraciones, que permiten el movimiento de agua y

solutos pequeños hacia fuera del lumen capilar.

Entonces, las células endoteliales probablemente sirvan

sólo para limitar la filtración de elementos celulares

(como los eritrocitos).

La membrana basal, que se encuentra entre las

células endoteliales y los procesos pediculados de los

podocitos, separa la capa endotelial de la epitelial en

todo el manojo de capilares glomerular. Esta tiene 3

capas: (1) la lámina rara interna (delgada), (2) la lámina

densa (gruesa) y (3) la lámina rara externa (delgada).

Esta membrana basal es importante en las propiedades

de filtración, ya que restringe el paso de solutos de

tamaño intermedio a grande. Además, ya que la


3

membrana basal contiene proteoglicanos de heparán

sulfato, restringe especialmente el paso de solutos

grandes cargados negativamente.

Los podocitos tienen procesos pediculares

interdigitantes que cubren a la membrana basal. Entre

estas interdigitaciones hay hendiduras de filtración,

que están conectadas por el diafragma de filtración,

que son poros de 4 a 14 [nm]. Todas estas estructuras

están cubiertas por glicoproteínas con carga negativa,

que restringen la filtración de aniones grandes. Los

diafragmas están formados por nefrina, neph1,

podocina y otras cosas que no vale la pena mencionar.

En la nefrosis finlandesa, la ausencia genética de

nefrina lleva a proteinuria grave.

Sosteniendo a los loops de capilares glomerulares hay

una red de células mesangiales contráctiles, que

secretan la matriz extracelular. Esta red es continua a

las células musculares lisas de las arteriolas aferentes y

eferentes. El aparato yuxtaglomerular (JGA) incluye

a las células mesangiales extraglomerulares, la mácula

densa y las células granulares. La mácula densa, es

una región de células epiteliales especializadas de la

rama gruesa ascendente, donde contraen su glomérulo.

Las células granulares están en la pared de las

arteriolas aferentes, y son células musculares lisas

especializadas que producen, almacenan y liberan

renina.

Los componentes tubulares del nefrón incluyen el Túbulo Proximal, el Asa de Henle, el Túbulo Distal y el Ducto Colector El túbulo proximal puede dividirse en túbulo

contorneado proximal (TCP) y túbulo recto proximal

(TRP). Sin embargo, basado en su ultraestructura,

puede dividirse en 3 segmentos: S1, S2 y S3. El S1 va

desde el inicio del glomérulo hasta la primera porción

del TCP. El S2 va desde la mitad del TCP hasta la mitad

del TRP. Finalmente, el segmento S3 incluye la mitad

distal del TRP que se extiende hacia la médula.

Tanto las membranas apical (luminal) como basolateral

(peritubular) de las células tubulares proximales se

encuentran amplificadas, debido a su función de

absorción, que corresponde a este segmento de nefrón.

Las membranas basolaterales de las células tubulares

proximales adyacentes forman numerosas

interdigitaciones, llevando a las mitocondrias en

contacto con la membrana plasmática. Las células del

túbulo proximal tienen lisosomas, vacuolas endocíticas,

un RE bien desarrollado y un Golgi prominente. La

complejidad celular disminuye desde los segmentos S1

hacia S3, lo que se correlaciona con una disminución de

las tasas absortivas a lo largo del túbulo. De esta

manera, las células exhiben un borde de ribete en

cepillo cada vez menos desarrollado, una complejidad

menor de las interdigitaciones celulares laterales, un

área de membrana basolateral menor, y una

disminución en el número de mitocondrias.

En comparación con el segmento S3 del túbulo

proximal, las células limitando las ramas delgadas

descendentes y ascendentes del asa de Henle son

mucho menos complejas, y tienen pocas mitocondrias y

poca amplificación de membrana.

Las células epiteliales limitando la rama gruesa

ascendente del asa de Henle se caracterizan por tener

interdigitaciones altas y muchas mitocondrias, lo que

se correlaciona con su función de hacer el intersticio

medular hiperosmótico.

Hasta la última parte del siglo XX, se definía el túbulo

distal clásico como el segmento del nefrón que iba

desde la mácula densa hasta la primera confluencia de

2 nefrones en el sistema de ductos colectores. Hoy se

subdivide el túbulo distal clásico en 3 segmentos,

basado en su ultraestructura: el túbulo contorneado

distal (que empieza en la mácula densa), el túbulo

conector y el túbulo colector inicial.

El túbulo contorneado distal comienza en la mácula

densa y termina en la transición al túbulo conector. Sus

células son parecidas a las de la rama ascendente

gruesa.

El túbulo conector, que termina en la transición al

túbulo colector inicial, consiste de 2 tipos celulares:

células del túbulo conector y células intercaladas. Las

primeras son únicas, ya que producen y liberan

kalicreína renal, que no se sabe para qué es.

Los 2 segmentos que le siguen al túbulo conector, el

túbulo colector inicial (hasta la primera confluencia)

y el túbulo colector cortical (después de la

confluencia) son idénticos. Están compuestos de

células intercaladas y principales. Las células

intercaladas son 1/3 del total y tienen 2

subpoblaciones, de las cuales una secreta H+ y

reabsorbe K+, mientras que otra secreta HCO3

-. Las

células principales son 2/3 de las células del túbulo

colector inicial y túbulo colector cortical, y tienen

menos mitocondrias que las intercaladas, asimismo

invaginaciones poco desarrolladas. Estas reabsorben

Na+ y Cl

-, y secretan K

+.


4

El ducto colector medular está limitado por un tipo

celular, que aumenta en su altura hacia la papila (ducto

de Bellini). Estas continúan el transporte de electrolitos

y participan el transporte de urea y agua regulado por

hormonas.

La estrechez del epitelio tubular aumenta desde el túbulo colector proximal hacia el medular Los epitelios pueden ser estrechos o no serlos (suelto),

lo que supondría que están sujetos a filtraciones. Esto

depende de la permeabilidad de sus tight junctions.

En general, la estrechez del epitelio tubular aumenta

desde el túbulo proximal hacia el ducto colector.

Gap Junctions proveen vías de baja resistencia entre

algunas (pero no todas) células tubulares vecinas. Estas

gap junctions están en varios sitios a lo largo de las

membranas celulares laterales. Existe un acoplamiento

eléctrico entre las células del túbulo proximal, pero no

entre los tipos celulares heterogéneos, como los que se

encuentran en los túbulos tanto conectores como

colectores.

Elementos Principales de la Función Renal

El Nefrón forma un ultrafiltrado del plasma sanguíneo y luego selectivamente reabsorbe el fluido tubular o le secreta solutos Las fuerzas de Starling regulan el flujo de los fluidos a

través de las paredes de los capilares en el glomérulo

donde hay una filtración neta. El filtrado llega al

espacio de Bowman.

Los túbulos renales reabsorben la mayoría de fluidos y

solutos que se filtran en el glomérulo. Si esto no pasara,

botaríamos todo el plasma sanguíneo en menos de

media hora. La mayor parte de la reabsorción ocurre en

el túbulo proximal, que reabsorbe NaCl, NaHCO3,

nutrientes filtrados (como la glucosa y aminoácidos),

iones divalentes (como el Ca+2

, HPO4-2

y SO4-2

) y agua.

El túbulo proximal secreta NH4+ y otros solutos al

lumen.

La función principal del asa de Henle es formar orina

concentrada, a través del bombeo de NaCl hacia el

intersticio de la médula, sin mover agua en este

proceso, haciendo de esta forma el intersticio

hipertónico. El ducto colector medular downstream

hace efectiva esta hipertonicidad bloqueando el paso de

agua por osmosis, o lo permite para que vuelva a

condiciones normales.

Células TAL secretan la glicoproteína THP, que junto a

la albúmina son las que hacen los ~50 mg/día de

proteína secretada por la orina. La THP se une a ciertas

cepas de Escherichia coli y podría ser parte de la

inmunidad innata contra infecciones del tracto

urinario.

El túbulo distal clásico y el sistema de ductos

colectores son los que controlan la excreción de NaCl

y agua. Aunque están lejos, lo que hace que poco

filtrado glomerular llegue aquí, son los sitios donde

actúan las hormonas que regulan la excreción de

electrolitos y agua (como la AVP y aldosterona).

El aparato yuxtaglomerular es la región donde cada rama ascendente gruesa se pone en contacto con su glomérulo Dos elementos del JGA tienen importantes roles

reguladores. Primero, si aumenta la cantidad de fluido

y NaCl que llega a la mácula densa de un nefrón, la

tasa de filtración glomerular (GFR) de ese nefrón baja.

Esto es el llamado feedback tubuloglomerular.

El segundo mecanismo de feedback se pone en marcha

cuando baja la presión en la arteria renal que suple a las

arteriolas aferentes. Cuando la arteriola aferente sensa

esta distensión disminuida en su pared, un

barorreceptor hace que las células granulares vecinas

liberen más renina hacia la circulación sistémica. Esto

es el eje renina-angiotensina-aldosterona, importante

en la regulación a largo plazo de la presión sanguínea

arterial sistémica.

Fibras nerviosas simpáticas que van hacia el Riñón regulan el flujo sanguíneo renal, la filtración glomerular y la reabsorción tubular El SNA sólo llega al riñón a través de su división

simpática. No hay fibras parasimpáticas en él, y las

simpáticas se originan en el plexo celiaco, y siguen a las

arterias hacia dentro del riñón. El SNP libera NE y

dopamina, que llegan al músculo liso de la vasculatura

y los túbulos proximales. Los efectos de la estimulación

simpática en el riñón son:

1. Vasoconstricción. 2. Estimula la reabsorción de Na

+ en el túbulo

proximal. 3. Estimula la secreción de renina.

Los nervios renales también son aferentes, y están

conectados a barorreceptores y quimiorreceptores.

Perfusión aumentada estimula a los barorreceptores

renales, en las arterias interlobulares y arteriolas

aferentes. Isquemia renal y una composición iónica

anormal del fluido intersticial estimulan a los

quimiorreceptores de la pelvis renal. ( [K+]o y [H

+]o).

Los riñones también son un órgano endocrino: producen renina, eritropoyetina, prostaglandinas y bradicinina, y activan la vitamina D Aparte de la producción de renina por las células

granulares del JGA, los riñones tienen otras funciones

endocrinas. Las células del túbulo proximal convierten

la 25-hidroxivitamina D circulante a su forma activa, la

1,25-dihidroxivitamina D.

Células similares a fibroblastos en el intersticio de la

corteza y médula externa secretan EPO en respuesta a

una baja en la PO2 local. En fallas renales crónicas, la

deficiencia de EPO lleva a anemia severa, que se puede

tratar con EPO recombinante.

También, el riñón libera prostaglandinas y varias

cininas, que tienen un efecto vasodilatador que

cumple un rol protector cuando se compromete el flujo

sanguíneo renal.

Midiendo el Clearance y Transporte Renal Existen varias pruebas para medir la función renal, las

que usamos en clínica caen en 2 categorías:


5

1. Técnicas de Imagen, que proveen miradas macroscópicas excelentes del flujo sanguíneo renal, filtración y función excretora.

2. Mediciones del clearance renal de varias sustancias, para evaluar la habilidad de los riñones para manejar solutos y agua.

El clearance compara la velocidad a la cual los

glomérulos filtran una sustancia vs. la velocidad a la

cual los riñones excretan esa sustancia hacia la orina.

Haciendo esto podemos estimar la cantidad neta que es

reabsorbida o secretada por los túbulos renales y

evaluar las 3 funciones básicas del riñón: la filtración

glomerular, la reabsorción tubular y la secreción

tubular. Una limitación de este método es que evalúa la

función de los nefrones como un todo, ya que el

clearance suma todos los transportes individuales que

ocurren secuencialmente en el nefrón, y suma el

producto de los 2 millones de nefrones en paralelo.

El Clearance de un soluto es el volumen virtual de plasma que sería totalmente limpiado de un soluto en un tiempo dado Todo lo que se excreta en la orina viene del plasma

sanguíneo. De esta manera, la velocidad a la cual el

riñón excreta un soluto hacia la orina equivale a la

velocidad a la cual el soluto desaparece del plasma. El

clearance de un soluto se define como el volumen

virtual de plasma sanguíneo (por unidad de tiempo)

necesitado para suministrar la cantidad de soluto que

aparece en la orina.

El clearance (o aclaramiento) renal se basa en el

principio del balance de masas, y de acuerdo a la

anatomía especial del riñón, para cualquier soluto “X”,

que el riñón no sintetice, degrade o acumule, la única

ruta de entrada será por la arteria renal, y las dos únicas

salidas serán por la vena renal o el uréter. Ya que la

entrada de X iguala a la salida de X:

PX,a y PX,v son las concentraciones plasmáticas de X en

la arteria y vena renal, respectivamente. RPFa y RPFv

son las tasas de flujo plasmático renal (RPF) en la

arteria y vena renal, respectivamente. Ux es la

concentración de X en la orina. ̇ es el flujo urinario (el

punto sobre la V representa la derivada del volumen

respecto al tiempo). El producto Ux· ̇ es la tasa de

excreción urinaria, la cantidad de X excretada en la

orina por unidad de tiempo.

Asumimos que el riñón limpia todo el X que llega de un

volumen que ingresa de plasma arterial. Reemplazamos

RPFa con el volumen virtual que llega, el clearance de X

(Cx), que provee la cantidad exacta de X que aparece en

la orina. Segundo, asignamos 0 al valor de salida renal,

entonces tenemos:

Y resolvemos para el clearance:

Esta es la ecuación clásica de clearance, que describe

el volumen virtual de plasma que sería totalmente

limpiado de un soluto en un tiempo dado. Sólo

necesitamos saber 3 parámetros para calcular el

clearance de un soluto X:

1. La concentración de X en la orina (Cx). 2. El volumen de orina formado en un tiempo

dado ( ̇). 3. La concentración de X en el plasma sanguíneo

sistémico (Px).

Las 3 funciones básicas del riñón (la filtración

glomerular, la reabsorción tubular y la secreción

tubular) determinan el clearance renal de un soluto. En

el caso especial donde los riñones limpian

completamente X del plasma en solo una pasada por el

riñón, el clearance renal de X iguala al RPFa. El p-

aminohipurato (PAH) cumple esta característica, por

lo cual su clearance es un buen estimador del RPFa, que

simplificaremos de aquí en adelante a RPF.

Para todos los solutos que no se comportan como el

PAH, hay algo de X en el plasma venoso renal.

Entonces, el volumen virtual limpiado de X en un

tiempo dado va a ser menor que el RPF. Pata la mayoría

de los solutos, entonces, el clearance describe un

volumen virtual de plasma que sería totalmente

limpiado de un soluto, mientras que en verdad una

fracción mucho mayor de plasma es parcialmente

limpiada del soluto.

Podemos usar el clearance para estimar también el

GFR, que es otro importante parámetro de la función

renal. Este consiste en el volumen de fluido que se filtra

hacia la cápsula de Bowman por unidad de tiempo.

Imaginemos que un soluto X cumpla 2 características:

que sea filtrado libremente hacia el espacio de

Bowman, y que los túbulos no lo absorban, secreten,

sinteticen, degraden o acumulen. Entonces, la cantidad

de X que aparece en la orina por unidad de tiempo

(Ux· ̇) es igual a la cantidad de X que el glomérulo filtra

por unidad de tiempo (PX·GFR):

La entrada al espacio de Bowman también se conoce

como la carga de soluto filtrada, y generalmente se

da en milimoles (o miligramos) por minuto.

Rearreglamos la ecuación:

Esta ecuación es la misma que la clásica de clearance.

En otras palabras, el GFR es la CX si X tiene las

características requeridas. Como veremos después, la

inulina cumple estas características.


6

La excreción urinaria de un soluto es la suma algebraica de su carga filtrada, reabsorción y secreción tubular La tasa de excreción renal (EX) depende de:

1. La tasa de filtración de X (FX), es decir, la carga filtrada (FX=GFR·PX).

2. La tasa de reabsorción de X (RX) tubular. 3. La tasa de secreción de X (SX) tubular.

Esta interrelación se expresa:

Algunas sustancias (como la inulina) no se reabsorben

ni secretan. Para la mayoría, la reabsorción o secreción

determina su cantidad presente en la orina. Sin

embargo, algunas sustancias se reabsorben y secretan.

Si el soluto sólo se reabsorbe y no se secreta, podemos

obtener su tasa de reabsorción:

Y al revés, si el soluto sólo se secreta pero no se

reabsorbe, su tasa de secreción será:

Estas dos últimas ecuaciones tienen 2 limitaciones

importantes. Primero, pata estimar la carga filtrada

asumimos que PX filtra libremente. Electrolitos

univalentes, la urea, glucosa y aminoácidos cumplen

esta condición. Sin embargo, si el soluto se une a una

proteína, por ejemplo, va a dejar de filtrar libremente.

Para el caso de estos solutos, como el Ca+2

, fosfato,

Mg+2

y PAH, es necesario medir la unión en el plasma y

corregirla para la fracción no filtrable del soluto.

Segundo, para que apliquemos la ecuación del balance

de masas, el riñón no debe sintetizar, degradar o

acumular el soluto. Un ejemplo de soluto que es

sintetizado por el riñón es el amonio. La glutamina y

glutamato son degradados por el riñón (para dar

amonio), igualmente otros aminoácidos y ácidos mono

y bicarboxílicos.

Cuando el riñón reabsorbe y secreta una sustancia, el

clearance no es adecuado para describir el manejo de

solutos renal.

Otro parámetro útil para medir cómo el riñón maneja

un soluto que filtra libremente es la fracción de

excreción (FE), que es la proporción de la cantidad

que se excreta en la orina (Ux· ̇) vs. la carga filtrada

(GFR·PX):

Como vimos antes, UX · ̇ / PX es el clearance de X (CX):

Si estimamos el GFR como el clearance de inulina (CIn),

la fracción de excreción de cualquier soluto que se filtre

libremente va a ser la proporción de estos clearances:

Técnicas microscópicas hacen posible medir las tasas de filtración, absorción y secreción de un solo nefrón Para ver cómo funcionan los nefrones, y entender cómo

aporta el nefrón individual a la función de los nefrones

como un todo, existen varias técnicas que permiten

isolar nefrones o células renales para estudiarlas en el

laboratorio, y de esta manera modelar las ecuaciones

que hemos descrito hasta aquí para un solo nefrón, y

asimismo estudiar su función individual.

Los Uréteres y la Vejiga Cuando el fluido deja la parte más distal del ducto

colector, ya tiene su composición final de orina.

Entonces, tanto la pelvis renal, los uréteres, vejiga y

uretra no deben cambiar esta composición, al contrario

de lo que recordamos del sistema gastrointestinal, en

donde el epitelio seguía modificando el contenido del

tracto hasta que salía del cuerpo.

Los uréteres impulsan la orina desde la pelvis renal hacia la vejiga por ondas peristálticas, conducidas por un sincicio de miocitos lisos Los uréteres son conductos para el paso de la orina

desde la pelvis renal hacia la vejiga urinaria. Están en el

retroperitoneo. Entran a la porción más baja y posterior

de la vejiga (unión vesicoureteral), y pasan de

manera oblicua por su pared muscular, y se abren al

lumen de la vejiga 1 o 2 [cm] por sobre y lateral al

orificio de la uretra. Los dos orificios ureterales,

conectados por una cresta de tejido, y el orificio uretral

forman los vértices de un triángulo (el trígono

vesical). Una válvula con forma de aleta de membrana

mucosa cubre cada orificio ureteral. Esta válvula

anatómica más el efecto válvula fisiológico que da la


7

entrada oblicua del uréter a la vejiga, previenen el

reflujo de la orina hacia los uréteres cuando la vejiga se

contrae.

El lumen de los uréteres está revestido por epitelio

transicional, que se encuentra sobre una submucosa

de tejido conectivo, la cual descansa sobre una capa

longitudinal interna y otra circular externa de músculo

liso. Este músculo liso ureteral funciona como un

sincicio, por lo que es un ejemplo de músculo liso

unitario. Gap junctions conducen la actividad eléctrica

de célula a célula a una velocidad de 2 a 6 cm/s.

Estímulos mecánicos o químicos, o una depolarización

de membrana supraumbral pueden gatillar un

potencial de acción del tipo plateau.

La contracción del músculo liso ureteral es similar a la

de cualquier otro músculo liso, con MLCK, PKA y CaM.

Ondas peristálticas ureterales se generan en los

marcapasos eléctricos que se encuentran en la parte

proximal de la pelvis renal y se propagan por los

uréteres hacia la vejiga a una frecuencia de 2 a 6 por

minuto. En reposo, la presión hidrostática intraureteral

es de 0 a 5 cm H2O, pero aumenta a 20-80 cm H2O

durante ondas peristálticas. El bloqueo del flujo

ureteral hacia la vejiga, por un cálculo renal, por

ejemplo, hace que la presión hidrostática en reposo

aumente a 70-80 cm H2O por un periodo de 1 a 3 horas.

Esta presión se transmite de manera retrógrada hacia

los nefrones, y frena el flujo, haciendo que la filtración

glomerular llegue casi a 0. La hidronefrosis, una

dilatación de la pelvis y cálices del riñón, puede

evolucionar en horas a días. Los pacientes se quejan de

dolor cólico renal agudo, que resulta de la distensión de

las estructuras involucradas. Si no se soluciona este

problema, la obstrucción puede causar una disfunción

renal e incluso una falla renal aguda.

Aunque la peristalsis ureteral puede ocurrir sin

inervación, el SNA puede modular la peristalsis. La

entrada simpática (a través de los plexos aórtico,

hipogástrico y ovárico o espermático) modula la

contractilidad ureteral a medida que la norepinefrina

actúa sobre los receptores α-adrenérgicos excitatorios o

β-adrenérgicos inhibitorios. La entrada parasimpática

estimula la contractilidad ureteral a través de la ACh,

directamente actuando sobre los receptores

colinérgicos muscarínicos, o indirectamente

induciendo la liberación de NE que puede actuar sobre

los receptores α-adr. Algunas de las fibras autonómicas

que inervan los uréteres son fibras del dolor aferentes.

Fibras Simpáticas, Parasimpáticas y Somáticas inervan la vejiga urinaria y sus esfínteres La vejiga urinaria consta de una porción principal (el

cuerpo) que recolecta la orina, y una porción con forma

de embudo (el cuello) que se conecta con la uretra.

Epitelio transicional bordea el lumen de la vejiga. 3

capas de músculo liso conforman el músculo detrusor

de la pared de la vejiga. En el vértice inferior del

trígono, el lumen de la vejiga se abre hacia la uretra

posterior, que se extiende por 2 o 3 cm. La pared de la

uretra posterior tiene fibras de músculo liso

intercaladas con fibras elásticas, que conforman el

esfínter interno. Inmediatamente adyacente a este

está el esfínter externo, que está hecho de fibras

voluntarias, en su mayoría de contracción lenta (o

slow-twitch) estriadas.

En humanos el músculo liso de la vejiga parece no

tener gap junctions, por lo que es multiunitario.

La vejiga y esfínteres reciben inervación simpática,

parasimpática y somática. La inervación simpática

hacia la vejiga y esfínter interno viene de T10 a L2 vía

nervios lumbares esplácnicos que llegan al plexo

hipogástrico, desde donde se generan los nervios

hipogástricos izquierdo y derecho. Estos van hacia el

plexo hipogástrico inferior o pélvico, desde donde salen

las fibras postgangliónicas que inervan la pared de la

vejiga.

La inervación parasimpática de la vejiga se origina de

S2 a S4, vía nervio pélvico esplácnico hasta la vejiga.

La inervación somática se origina en motoneuronas

de S2 a S4. El nervio pudendo controla el músculo

esquelético voluntario del esfínter externo.

El llenado de la vejiga activa receptores de estiramiento, que inician el reflejo de la micción, un arco reflejo espinal que se encuentra también bajo el control de centros nerviosos superiores El tono de la vejiga se define por la relación entre el

volumen de la vejiga y la presión intravesical. Esta

relación se puede medir insertando un catéter y

midiendo el cambio de presión al llenar la vejiga en

intérvalos de ~50 mL partiendo de una vejiga vacía.

Esto genera un cistometrograma. Aumentar el

volumen de 0 a ~50 mL produce un aumento

moderadamente empinado en la presión. Aumentos de

volumen adicionales hasta los ~300 mL casi no

producen aumentos en la presión; esta alta compliance

refleja la relajación del músculo liso. A volúmenes

mayores a 400 mL, aumentos adicionales en el volumen

producen aumentos marcados en la presión “pasiva”. El

tono de la vejiga, hasta el punto de gatillar el reflejo de

la micción, es independiente de la inervación

extrínseca de ésta.

Centros corticales y suprapontinos en el cerebro

normalmente inhiben el reflejo de la micción, que

coordina el centro pontino de la micción,

controlando el músculo detrusor de la vejiga y los

esfínteres urinarios. En la fase de almacenamiento,

receptores de estiramiento en la vejiga mandan señales

aferentes al cerebro por los nervios esplácnicos


8

pélvicos. Uno siente la necesidad de vaciar su vejiga a

los ~150 mL, y siente que está llena a los 400-500 mL.

Sin embargo, hasta que la situación nos deje, impulsos

eferentes desde el cerebro, en un reflejo aprendido,

inhiben las neuronas presinápticas parasimpáticas de la

médula espinal sacra que sino estimularían al detrusor.

La contracción voluntaria del esfínter urinario externo

probablemente también contribuye al almacenamiento.

La fase de micción comienza con una relajación

voluntaria del esfínter urinario externo, seguida de la

relajación del interno. Cuando una pequeña cantidad

de orina llega a la uretra proximal (posterior), señales

aferentes van hacia la corteza para avisar que la

micción es inminente. El reflejo de micción ahora

continua sin nadie que lo pare, ya que los centros

pontinos dejan de inhibir las neuronas parasimpáticas

pregangliónicas que inervan el músculo detrusor.

Como resultado, la vejiga se contrae, expeliendo la

orina. Al mismo tiempo, los centros corticales inhiben

los músculos del esfínter externo. La micción

voluntaria también involucra la contracción voluntaria

de los músculos abdominales, que aumentan la presión

de la vejiga y contribuyen a la micción y vaciar

completamente la vejiga.

El reflejo de micción básico, aunque si bien es

inherentemente un reflejo de la médula espinal, puede

ser facilitado o inhibido por centros superiores en el

SNC que establecen el umbral para la micción.

Organización del sistema urinario

Health & Medicine

Transcript of Organización del sistema urinario