Fisiología del Nefrón (sist. urinario)
Por el Ing. Agr. Carlos A. González
Estructura del Riñón:
El riñón es un
órgano exclusivo de los vertebrados. Es la principal unidad excretoria de los
vertebrados superiores.
Los riñones
humanos se localizan uno en cada lado de la región dorsal de la cavidad
abdominal. A grandes rasgos el riñón está dividido en tres regiones: una corteza
externa, una médula intermedia y una cavidad interna o pelvis
(Fig. I). La orina acumulada en las dos capas externas se acumulan en la
pelvis renal , de donde pasa a la vejiga urinaria a través de los uréteres
(uno por cada riñón). Por último, la orina es expulsada de la vejiga al
exterior a través de la ureta.
La producción de
orina ocurre realmente en un gran número de nefronas, es decir, las
unidades funcionales del riñón (Fig. I). Cada nefrona consta de tres
partes:
1.
El glomérulo es una
maciza bola de capilares que filtran la sangre a través de sus paredes,
enviando el líquido resultante (filtrado) hacia el segundo componente de la
nefrona. Debido a la elevada presión hidrostática que prevalece en el
glomérulo, casi todos los componentes de la sangre, excepto las proteínas y
los elementos celulares , son expulsados a través de los capilares.
2.
El filtrado ingresa en
el segundo elemento de la nefrona, llamado tubo contorneado, que empieza
en la cápsula de Browman, un saco que rodea el glomérulo y recibe el
filtrado glomerular a través de sus paredes. El resto del tubo está integrado
por un segmento proximal, un asa de Henle intermedia y un
segmento distal. Es precisamente a través de las paredes del tubo
contorneado por donde se reabsorben y reincorporan al torrente sanguíneo casi
todos los iones, las moléculas y buena parte del agua del filtrado.
3.
La orina en formación
pasa luego al tubo recolector, en el cual se reabsorbe un poco más de agua
antes de que el líquido excretorio llegue a la pelvis renal.
El glomérulo, la
cápsula de Bowman y los tubos contorneados proximal y distal se localizan en la
corteza; el asa de Henle y los tubos recolectores pertenecen en su mayor parte
a la médula.
La sangre fluye
desde la aorta hacia el riñón a través de la arteria renal. Dicha
arteria se divide dentro del riñón en muchas arteriolas, cada una de las cuales
ingresa en una cápsula de Bowman y se subdivide en los muchos capilares del
glomérulo. Estos capilares se reúnen en su extremo distal para formar una
delgada arteriola que sale de la cápsula. Sin embargo, dicha arteriola vuelve a
dividirse para originar numerosos capilares peritubulares, los cuales
rodean al tubo contorneado y se encargan de la reabsorción de los materiales
del filtrado. Poco más adelante, esos capilares se fusionan para integrar
una vénula que al unirse a las venulas provenientes de otras nefronas forman la
vena renal, la cual desemboca a su vez en la vena cava posterior.
Funcionamiento del Riñón:
El filtrado
que entra en el túbulo contorneado proximal es isotónico con respecto al plasma
sanguíneo. Los iones sodio son bombeados desde el túbulo hacia afuera, y los
iones cloruro los siguen pasivamente. Así, el filtrado permanece isotónico
porque el agua también se mueve hacia afuera por ósmosis (Fig. II). En
todos los bombeos o transporte activos, participan ATPasas que catalizan la
liberación de la energía.
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Cuando el
filtrado desciende por el asa de Henle se va concentrando a medida que el
agua se mueve por ósmosis hacia la zona circundante de alta concentración de
solutos. Esta alta concentración se genera por la acción de las células de la
pared de la rama ascendente gruesa del asa de Henle, que bombean hacia el
intersticio iones sodio y cloruro, y por la difusión de la urea hacia afuera
de la porción inferior del conducto colector -fenómeno que se intensifica en
presencia de la hormona antidiurética (ADH)-. Dado que la pared de la rama
ascendente del asa es impermeable al agua, el filtrado se vuelve cada vez
menos concentrado a medida que el cloruro de sodio es bombeado hacia afuera.
En el momento en que alcanza el túbulo contorneado distal, es hipotónico con
respecto al plasma sanguíneo y permanece hipotónico a lo largo de todo el
túbulo distal. Luego el filtrado desciende por el conducto colector,
atravesando una vez más la zona de alta concentración de soluto. Desde este punto
en adelante, la concentración de la orina depende de la presencia de ADH. Si
no hay ADH presente, la pared del conducto colector no es permeable al agua,
no se elimina agua adicional y se excreta una orina menos concentrada. Si hay
ADH presente, las células del conducto colector son permeables al agua, que
se mueve por ósmosis hacia |
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el fluido que lo rodea a
través de unos poros llamados acuaporinas, como se muestra en el
diagrama.
En
este caso, una orina concentrada (hipertónica) desciende a lo largo del
conducto hacia la pelvis renal, el uréter, la vejiga y finalmente hacia afuera,
por la uretra. La concentración de 1.200 miliosmoles se produce en una
concentración de ADH máxima. La conservación de agua en los mamíferos es
posible por la capacidad de excretar una orina que es hipertónica en relación con la sangre. El asa de Henle es la porción del nefrón de los mamíferos que hace
posible esto.
La función del
nefrón es influida por hormonas:
1.
principalmente la
hormona antidiurética (ADH), producida por el hipotálamo y liberada por
la glándula hipófisis;
2.
la aldosterona,
una hormona de la corteza suprarrenal
3.
el factor
natriurético atrial liberado por las aurículas del corazón.
La ADH aumenta el
retorno de agua a la sangre y disminuye así la pérdida de agua (comentado
anteriormente).
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La aldosterona incrementa la reabsorción de iones sodio y de agua y la secreción de iones potasio. La producción de aldosterona es controlada por un circuito de retroalimentación negativa complejo que involucra niveles de iones potasio en el torrente sanguíneo y procesos iniciados en los propios riñones. A este circuito se lo conoce como sistema renina-angiotensina-aldosterona. La disminución en el aporte de sangre al riñón y la caída consecuente de la presión sanguínea a nivel del glomérulo; la disminución de la concentración plasmática de sodio y del contenido de sodio en el túbulo contorneado distal, y la activación del sistema nervioso son todos estímulos que activan este sistema. Se libera entonces el péptido renina por parte del aparato yuxtaglomerular (FIG. III). La renina circulante actúa sobre el angiotensinógeno (de origen hepático) y produce el péptido angiotensina I (A I). La angiotensina I es convertida, a su vez, en angiotensina II (A II), la forma activa, por acción de otra enzima -la enzima de conversión- a nivel renal y pulmonar. Esta hormona -la angiotensina II- es un poderoso vasoconstrictor periférico que, además, estimula la secreción de aldosterona por parte de la corteza de la glándula suprarrenal. Otro importante estímulo para la secreción de esta hormona es un aumento en la concentración plasmática de potasio, que es sensada directamente a nivel suprarrenal. |
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El factor
natriurético atrial inhibe la reabsorción de iones sodio y de agua. Todas estas
hormonas desempeñan un papel en la regulación de la presión sanguínea así como del
volumen sanguíneo.
Para el Trabajo Práctico (Análisis de Orina)