Anatomía del sistema urinario

Sistema Urinario

• El sistema urinario se compone de dos riñones, dos uréteres, la vejiga y la uretra.
• La orina se origina en los riñones, luego se mueve a través de los uréteres hasta la vejiga, donde se almacena y finalmente se expulsa a través de la uretra.

Funciones del Sistema Urinario

• Regula la presión arterial.
• Regula la producción de eritropoyetina.
• Regula el volumen y la composición de los fluidos corporales.
• Regula el equilibrio ácido-base.
• Interviene en la excreción de productos de desecho metabólico y sustancias extrañas.
• Participa en la regulación de la formación de vitamina D.

Diferenciación Inicial del Mesodermo

• Durante el desarrollo embrionario, el mesodermo se divide en mesodermo paraxial, intermedio y lateral.
• Las estructuras del sistema urogenital se originan del mesodermo intermedio.
• En el desarrollo intrauterino, se forman tres sistemas renales en secuencia cráneo-caudal: pronefros, mesonefros y metanefros.
• Los dos primeros sistemas renales son transitorios, mientras que el riñón definitivo se desarrolla a partir del metanefros.
• El conducto excretor del sistema urinario desemboca en el intestino primitivo, específicamente en la cloaca.

Evolución del Pronefros y Mesonefros

• El pronefros comienza a desarrollarse al inicio de la cuarta semana, formando unidades excretoras incipientes que experimentan regresión antes de finalizar la semana.
• En el mesonefros se pueden distinguir el cordón nefrógeno una masa de tejido no segmentado de donde se origina la porción excretora.
• Se distingue el conducto mesonéfrico, un conducto longitudinal que desemboca en la cloaca y funciona como conducto colector del sistema.
• Los túbulos excretores se forman en el mesonefros al final de la cuarta semana, estos se alargan, contactan con el conducto mesonéfrico, formando una S.
• En el extremo proximal, los túbulos excretores adquieren un ovillo de capilares que forman el glomérulo, mientras que en el extremo distal desembocan en el conducto mesonéfrico.
• El desarrollo de estos túbulos ocurre en dirección cráneo-caudal, y los túbulos más caudales se desarrollan antes de que los cefálicos degeneren.

Evolución del Metanefros

• En el desarrollo del metanefros, o riñón definitivo, participan dos componentes: el brote o yema ureteral y el blastema metanéfrico.
• El brote o yema ureteral es una evaginación de la porción distal del conducto mesonéfrico, se introduce progresivamente en el mesénquima vecino y desarrolla los elementos de la porción colectora del riñón.
• El blastema metanéfrico se deriva del mesodermo del cordón nefrógeno y origina la porción excretora.
• El brote ureteral se introduce en el tejido metanéfrico y forma una caperuza sobre su extremo distal.
• El extremo distal se dilata formando la pelvis renal primitiva, que se divide en dos porciones: una cefálica y otra caudal, que se convertirán en los cálices mayores.
• Cada cáliz se introduce en el tejido metanéfrico y forma dos nuevos brotes que se subdividen hasta generar doce generaciones de túbulos colectores.
• Los túbulos de segundo orden crecen e incorporan a los de tercera y cuarta generación, formando los cálices menores.
• Los túbulos colectores de quinta generación en adelante se alargan y convergen en el cáliz menor, formando la pirámide renal.
• A partir del brote ureteral se forman el uréter, la pelvis renal, los cálices mayores y menores, y los túbulos colectores.
• Cada túbulo colector neo-formado está cubierto en su extremo distal por una caperuza de tejido metanéfrico.
• Entre estos dos tejidos ocurre una interacción epitelio-mesénquima, donde el túbulo colector induce la diferenciación del metanefros en nefrona, y esta a su vez induce la formación de nuevos túbulos colectores.
• El metanefros se diferencia formando las vesículas renales, que crecen y forman tubos con apariencia de letra S, conocidos como túbulos excretores.
• En el extremo distal del túbulo excretor se forma una concavidad donde los capilares se diferencian formando el glomérulo.
• La nefrona se forma por el glomérulo y el túbulo excretor, que desemboca en un túbulo conector, su crecimiento continuo resulta en la diferenciación del túbulo contorneado proximal, el asa de Henle, y el túbulo contorneado distal.
• En el extremo relacionado con el glomérulo se encuentra la cápsula de Bowman.

Formación de Nefronas y su Desarrollo

• La formación de nefronas se extiende hasta el nacimiento, alcanzando un número de uno a dos millones en cada riñón.
• Durante la formación de la nefrona, pueden ocurrir alteraciones que causen malformaciones graves.
• Cuando falla el efecto inductor del brote sobre el blastema, no se forma el riñón, resultando en agenesia renal, incompatible con la vida si es bilateral.
• Si falla la unión entre el túbulo contorneado distal y el túbulo colector, se acumula orina, formando quistes y provocando el riñón poliquístico.
• Al nacer, el riñón presenta un aspecto lobulado, que desaparece durante la infancia debido al crecimiento de las nefronas.

Posición del riñón

• Inicialmente, el riñón se ubica en la cavidad pélvica; luego asciende en sentido cefálico y dorsal debido a la disminución de la curvatura del cuerpo y su crecimiento en las regiones lumbar y sacra.
• Acompañado de una rotación medial de aproximadamente 90°, hasta ubicarse en su posición definitiva en la cavidad abdominal.
• Malformaciones congénitas como el riñón pélvico o el riñón en herradura pueden ocurrir si este proceso de ascenso y rotación no se produce correctamente.
• El riñón en herradura se produce cuando los polos inferiores de ambos riñones entran el contacto y se fusionan durante el ascenso.

Situación Anatómica de los Riñones

• Los riñones son órganos pares con forma similar a una judía.
• Se ubican en la pared posterior de la cavidad abdominal, a ambos lados de la columna vertebral y de los grandes vasos abdominales.
• Están situados por delante de los músculos psoas mayor y cuadrado lumbar, por detrás del peritoneo parietal posterior en el espacio retroperitoneal.
• A nivel vertebral, los riñones se encuentran entre la vértebra torácica doce y la vértebra lumbar dos.
• El riñón derecho se encuentra ligeramente más bajo debido a la presión del lóbulo derecho del hígado.

Configuración Externa del Riñón

• Externamente, el riñón presenta un polo superior redondeado y un polo inferior más agudo.
• Tiene una cara anterior ligeramente convexa y una cara posterior aplanada, separadas por dos bordes, uno lateral convexo y extenso y otro medial con una concavidad el hilio renal.
• El hilio renal es el sitio de entrada y salida de los elementos del pedículo renal: la arteria renal, la vena renal, el uréter, los vasos linfáticos y los nervios propios del órgano.

Envolturas del Riñón

• El riñón está envuelto por una lámina continua de tejido conjuntivo capsula fibrosa, se adhiere fácilmente al parénquima renal.
• Al penetrar en el hilio renal, la cápsula fibrosa reviste sus paredes y se continúa con la superficie externa de los cálices y la pelvis renal.
• Por fuera de la cápsula fibrosa se encuentra una capa de tejido adiposo capsula adiposa del riñón.
• Más externamente se localiza la fascia renal, un engrosamiento de tejido subperitoneal que incluye el riñón y la glándula suprarrenal correspondiente.
• La fascia renal está formada por dos capas: pre-renal y post-renal.
• Las envolturas, junto con la grasa pararrenal, los vasos sanguíneos renales y la prensa abdominal, contribuyen a la fijación del riñón.

Relaciones del Riñón

• Los riñones se relacionan posteriormente con los músculos psoas mayor y cuadrado lumbar, las porciones lumbares del diafragma, las costillas once y doce, y los nervios iliohipogástrico e ilioinguinal del plexo lumbar.
• Anteriormente, sus relaciones varían de un lado al otro, involucrando al peritoneo parietal posterior, el intestino y otros órganos.

Estructura Macroscópica Interna del Riñón

• Un corte frontal permite observar organización del parénquima renal.
• Una zona periférica llamada corteza, rica en glomérulos renales, y una zona más profunda, la médula renal, formada por numerosas pirámides y columnas renales.
• En la profundidad se encuentra el seno renal, un espacio ocupado por los cálices, la pelvis renal, vasos sanguíneos y linfáticos, nervios y tejido adiposo.

Vascularización del Riñón

• Los riñones reciben irrigación de ramas viscerales pares de la aorta abdominal, las arterias renales.
• Al entrar en el seno renal, las arterias renales se dividen en arterias polares y centrales, que irrigan diferentes regiones renales.
• Las arterias lobulares se dividen en arterias interlobulares al penetrar en el parénquima renal, situadas entre las pirámides a lo largo de las columnas renales.
• Las arterias interlobulares se dividen y cambian dirección formando las arterias arqueadas o arciformes en la base de las pirámides renales, ubicadas entre la corteza y la médula.
• De las arterias arqueadas parten perpendicularmente hacia la corteza las arterias interlobulillares, que abastecen de sangre a los glomérulos renales a través de las arteriolas aferentes.

Segmentación Renal

• Las ramificaciones de la arteria renal no se anastomosan entre sí, lo que permite delimitar las porciones del parénquima renal irrigadas por cada ramo.
• Este hecho permite establecer el concepto de segmentación renal, útil desde el punto de vista médico y quirúrgico.

Arterias Renales Supernumerarias

• Las arterias renales presentan diferencias individuales en su nivel de origen y número.
• Estas diferencias se consideran variaciones de la norma.

Venas Renales

• El retorno venoso comienza en redes venosas finas que confluyen en troncos principales más gruesos.
• Estos troncos acompañan a las ramas arteriales y adquieren sus mismos nombres hasta formar la vena renal, que vierte su sangre directamente en la cava inferior.

Inervación del Riñón

• Los riñones son inervados por los plexos renales procedentes del plexo celiaco.

Riñón Como Órgano Macizo

• Desde el punto de vista microscópico, el riñón es un órgano macizo constituido por estroma y parénquima.
• El estroma está formado por una cápsula delgada de tejido conjuntivo denso irregular, fibras elásticas y musculares lisas, y tejido intersticial en la corteza y la médula.
• En el estroma predominan fibroblastos y fibras colágenas, además de células intersticiales que secretan prostaglandinas en la médula y producen el 85% de la eritropoyetina en la corteza.
• El parénquima se organiza en corteza y médula.
• En el parénquima se destacan los tubos uriníferos (nefrona y tubo colector) y cercano a esta estructura se localiza el aparato yuxtaglomerular.

Corteza Renal

• En la corteza renal se observa la disposición de los corpúsculos renales aspecto granuloso a la corteza.
• Las estriaciones rectas llamadas rayos medulares contienen las ramas ascendente y descendente del asa de Henle y los tubos colectores.
• Entre los rayos medulares se encuentran los laberintos corticales, que contienen los corpúsculos renales y los túbulos contorneados proximales y distales.

Nefrona

• La nefrona es la unidad funcional y estructural del riñón, un riñón tiene aproximadamente dos billones de nefronas.
• La nefrona consta de cuatro componentes: el corpúsculo renal, el túbulo contorneado proximal, el asa de Henle, y el túbulo contorneado distal.
• El túbulo contorneado proximal es tortuoso.
• El asa de Henle desciende hacia la médula y retorna a la corteza, presentando una rama delgada y otra gruesa.
• El túbulo contorneado distal es un segmento tortuoso final.

Corpúsculo Renal

• Los corpúsculos renales se encuentran en la corteza y en zonas yuxtamedulares, están formados por el glomérulo y la cápsula de Bowman.
• Presenta una zona denominada polo vascular, donde la arteriola aferente entra y da origen al glomérulo para luego salir como arteriola eferente.
• Presenta un polo urinífero, que es la zona de unión del corpúsculo con el túbulo contorneado proximal.
• La cápsula de Bowman es una estructura epitelial con forma de copa que rodea el glomérulo, presenta dos hojas: una parietal y una visceral.
• La hoja parietal (epitelio capsular) está formada por un epitelio simple plano con su membrana basal.
• La hoja visceral (epitelio glomerular) está constituida por los podocitos, que se adhieren estrechamente a los capilares.
• Entre ambas hojas existe un espacio que se conoce como espacio capsular.
• El glomérulo es un conjunto de capilares fenestrados tortuosos e interpuestos en el trascurso de ambas arteriolas.

Riñón (Histología)

• En una microfotografía óptica, se observa un corpúsculo renal donde se aprecia el glomérulo, la hoja parietal de la cápsula de Bowman y el espacio capsular.
• En la superficie interna de los capilares glomerulares, donde no hay revestimiento de podocitos ni membrana basal, se localizan las células mesangiales.

Células Mesangiales

• Las células mesangiales se ubican donde no hay membrana basal ni revestimiento epitelial de los podocitos.
• Sus funciones son fagocítica y de sostén al glomérulo.
• Sintetizan matriz extracelular, prostaglandinas y endotelinas, y tienen receptores para la angiotensina II y el factor natriurético atrial.

Podocito

• Los podocitos son células que presentan un cuerpo del que parten prolongaciones primarias que a su vez dan origen a finas prolongaciones secundarias o pedicelos.
• Los pedicelos se interdigitan abrazando los capilares glomerulares, adhiriéndose a la membrana basal y dejando hendiduras intercelulares.
• A través de estas hendiduras pasa el filtrado de plasma sanguíneo, llamado filtrado glomerular.

Barrera de Filtración

• La filtración del plasma sanguíneo ocurre a través de la barrera de filtración.
• La barrera está formada por el endotelio fenestrado de los capilares glomerulares, su membrana basal y las hendiduras entre los pedicelos de los podocitos.
• La membrana basal es la única estructura continua en la barrera de filtración.

Nefrona (Túbulos)

• El filtrado glomerular atraviesa la barrera de filtración y pasa al espacio capsular, luego al túbulo contorneado proximal, que es revestido por un epitelio simple cilíndrico o cúbico alto.
• Las células epiteliales presentan microvellosidades que forman un borde en cepillo y canalículos que incrementan la capacidad de absorción.
• Las células presentan abundantes mitocondrias y prolongaciones laterales que se interdigitan con las células vecinas.
• El túbulo proximal se continúa con el asa de Henle.
• El asa de Henle tiene forma de U y se origina en la corteza, discurriendo hacia la médula para luego volver a la corteza.
• El asa de Henle consta de un segmento delgado, formado por células aplanadas, y un segmento grueso, con una estructura similar al túbulo distal, formado por células cúbicas.
• La rama ascendente del asa de Henle se continúa con el túbulo contorneado distal.
• El túbulo contorneado distal presenta un epitelio simple cúbico cuyas células carecen de borde en cepillo, su luz es más amplia.

Tubo Colector

• El tubo contorneado distal se continúa con el tubo colector, este presenta una porción cortical y medular.
• El epitelio del tubo colector también es simple cúbico.
• Los tubos colectores se unen formando los conductos colectores de mayor calibre dirigen hacia las papilas renales.
• En la médula renal se observan los tubos colectores y abundantes vasos sanguíneos rectos.

Aparato Yuxtaglomerular

• El aparato yuxtaglomerular está constituido por las células yuxtaglomerulares.
• Las células yuxtaglomerulares son células musculares lisas modificadas localizadas en la capa media de la arteriola aferente, en ocasiones de la eferente.
• Las células yuxtaglomerulares tienen aspecto secretor de proteínas y generan renina.
• La mácula densa consta de células epiteliales modificadas, ubicadas en la región del túbulo contorneado distal en contacto con la arteriola aferente.
• Dichas células son altas y estrechas, poseen receptores que reaccionan a la concentración de iones de sodio en el interior del túbulo contorneado distal, estimulando la liberación de renina por células yuxtaglomerulares.
• En el aparato yuxtaglomerular, las células mesangiales extraglomerulares, conocidas como células de Lacis se sitúan entre la mácula densa y la arteriola aferente a nivel del polo vascular del corpúsculo renal.
• El aparato yuxtaglomerular regula la presión arterial controlando el balance hídrico y el equilibrio iónico del medio, participa en la síntesis de eritropoyetina.

Presiones en la Circulación Renal

• La presión media en las arterias renales es de 100 mmHg, disminuyendo gradualmente en el sistema vascular renal.
• La presión cae abruptamente en las arteriolas aferente y eferente, debido a la alta resistencia vascular.
• En los capilares glomerulares, la presión hidrostática es de 60 mmHg y en los capilares peritubulares es de 13 mmHg.
• La diferencia de presiones entre la red capilar glomerular predomina la filtración, mientras que en la red capilar peritubular predomina la reabsorción.

Flujo Sanguíneo Renal, Fracción Renal y Flujo Plasmático Renal

• El flujo sanguíneo renal (FSR) es el volumen de sangre que atraviesa ambos riñones en un minuto, con valor normal de 1200 ml/min.
• La fracción renal (FR) es la parte del gasto cardiaco que reciben los riñones y constituye el 21%.
• El flujo plasmático renal (FPR) es el volumen de plasma que pasa por ambos riñones en un minuto, con valor normal de 660 ml/min.

Filtración Glomerular

• El proceso de filtración glomerular consiste en la filtración del plasma dando lugar a la formación del filtrado glomerular y presenta una composición similar al plasma sin las proteínas.
• El filtrado glomerular sufre modificaciones durante su paso por el sistema tubular, incluyendo la reabsorción de sustancias de nuevo al plasma o por secreción hacia el líquido tubular.
• La orina se compone del filtrado glomerular al que se le han removido las sustancias reabsorbidas agregadas las secretadas.

Intensidad de Filtración Glomerular

• La intensidad de filtración glomerular es el volumen de filtrado glomerular producido por las nefronas de ambos riñones en un minuto.
• Su valor normal es de aproximadamente 80 a 125 ml/min y depende de dos factores: el coeficiente de filtración y la presión de filtración.

Coeficiente de Filtración (Kf)

• El coeficiente de filtración está determinado por el área de superficie y la permeabilidad de la membrana o barrera de filtración.
• Cualquier cambio en estos factores puede modificar la intensidad de filtración glomerular.
• Pacientes con insuficiencia renal crónica pueden tener comprometida el área de superficie de filtración por disminución de la masa renal funcionante, disminuyendo la intensidad de filtración glomerular.

Presión de Filtración Neta

• Las fuerzas de Starling son las que determinan la presión de filtración, también se conoce como fuerzas de Starling y rigen el intercambio en los capilares tisulares.
• La presión glomerular es la presión hidrostática en los capilares glomerulares y tiene un valor de 60 mmHg lo que favorece la filtración.
• La presión coloidosmótica del plasma es la presión ejercida por las proteínas del plasma y se opone a la filtración, con un valor de 32 mmHg.
• La presión hidrostática de la cápsula de Bowman es de 18 y se opone a la filtración.
• La presión neta de filtración se determina por la presión glomerular menos la presión de la cápsula de Bowman y la presión coloidosmótica glomerular, siendo aproximadamente de 10 mmHg.

Factores que Afectan la Tasa de Filtración Glomerular

• Entre los factores determinantes se encuentra el coeficiente de filtración; un incremento coeficiente de filtración aumentará la filtración.
• El resto de los factores influyen modificando la presión de filtración.
• Si aumenta la presión capsular, disminuye la tasa de filtración, ya que se opone a la filtración.
• Un aumento presenta un aumento de la presión coloidosmótica glomerular, la presión de los capilares glomerulares es proporcional a la tasa de filtración glomerular.

Control del Flujo Sanguíneo Renal y la Filtración Glomerular

• El flujo sanguíneo renal y la intensidad de filtración glomerular están regulados por mecanismos intrínsecos propios del riñón que responden a los cambios de presión arterial: retroalimentación túbulo glomerular, equilibrio glomérulo tubular y autorregulación miógena.
• Además existen mecanismos extrínsecos como la regulación nerviosa simpática y algunas hormonas.
• La autorregulación intrínseca es importante para mantener flujo sanguíneo al riñón y garantizar el aporte de oxígeno y nutrientes, y participar en la eliminación de los desechos metabólicos, importante el aparato yuxtaglomerular.
• El aparto yuxtaglomerular se compone de las las células de la mácula densa localizadas en la porción inicial del tubo distal, las células de Lacis y las células yuxtaglomerulares situadas en las paredes de las arteriolas aferentes y eferentes.
• Como consecuencia de una disminución de la tasa de filtrado glomerular se produce disminución de las concentraciones de cloruro de sodio en las células de la macula densa.
• Las células provocan el aumento del diametro de la arteriola aferente, aumentando la presión de los capilares glomerulares llevando a la normalidad la filtración glomerular.
• Si existe una disminución de la tasa de filtración glomerular aumenta la reabsorción de sodio y cloruro en la rama ascendente del asa de Henle. Como consecuencia disminuye la concentración de cloruro de sodio en las células de la macula densa lo que favorece la liberación de renina.
• Aconsecuencia de esto, se incrementa en la producción de angiotensina II, lo que aumenta la contracción de las arteriolas eferentes que aumentan la presión glomerular vuelve a la normalidad.
• En la imagen se representa el otro mecanismo de regulación del flujo y la filtración glomerular, cuanto mayor es la filtración mayor será la reabsorción.
• Este mecanismo evita una sobrecarga de solutos a nivel de la mácula densa y se puede disminuir la presión arterial..
• Si aumenta la presión arterial se distiende la pared del vaso, contrayendo fibras musculares lisas, produciéndose vasoconstricción con disminución del flujo y la filtración glomerular (regulación miógena).
• Los vasos sanguíneos renales están inervados por fibras nerviosas simpáticas, su activación produce constricción la consiguiente disminución de la presión glomerular lo cual resulta importante isquemia cerebral o la hemorragia intensa.
• En la tabla se resumen los efectos de algunas sustancias sobre la tasa de filtración glomerular.
• La noradrenalina, adrenalina y endotelina la disminuyen; el oxido nítrico y las prostaglandinas las incrementan y la angiotensina II no la modifica e impide que la misma disminuya.

Reabsorción y Secreción Tubular

• En los túbulos renales ocurren dos procesos: la reabsorción, donde las sustancias importantes regresan a la sangre capilar.
• La segunda parte es la secreción, donde sustancias de desecho pasan desde la sangre a los túbulos renales para su excreción.
• En la imagen se representa el manejo tubular de diferentes sustancias.
• A se filtra libremente, no se reabsorbe ni se secreta y aparece total en la orina.
• B se filtra en el glomérulo pero se reabsorbe parcialmente en los túbulos, excretándose en menor proporción.
• C se reabsorbe completamente, no aparece en la orina.
• D se filtra parcialmente y se secreta, aumentando su excreción.
• Los procesos de reabsorción y secreción tubular dependen de si las sustancias son transportados de forma activa o pasiva.
• A nivel glomerular se produce la filtración sin proteínas ni hematíes siendo 125 ml/min,solo pasa a formar parte de la orna 1 ml/min.
• Al filtrarse pasa al tubo contorneado proximal, donde se reabsorben solutos y agua, dejando el líquido tubular isotónico al plasma.
• En el mismo se reabsorbe la glucosa, por lo que no aparece en la orina.

Trabajo Tubular

• La porción descendente del asa de Henle presenta permeabilidad a los solutos concentrándolo y luego produce reabsorción de cloruro, sodio y potasio lo diluye.
• La porción terminal del túbulo distal al igual que el tubo colector presenta células que reabsorben sodio y secreción de potasio regualdo por la aldosterona, también se secretan hidrogeniones..
• La reabsorción de agua a este nivel es regulada por la hormona antidiurética.

Aclaramiento Plasmático

• Una función importante del riñón es la limpieza del plasma de sustancias nocivas, el aclaramiento plasmático.
• El aclaramiento plasmático es el volumen de plasma depurado por los riñones por minuto, A (ml/min) = E / P.
• La cantidad excretada es la cantidad de sustancia en la orina por minuto.
• La carga plasmática es la cantidad de sustancia en el plasma que llega a los riñones en un minuto.
• La carga tubular es la cantidad de sustancia en el filtrado glomerular por minuto.
• Sustancia A: se filtra en el glomérulo pero no se reabsorbe ni secreta en los túbulos, siendo la carga excretada igual a intensidad de filtración glomerular.
• Sustancia B: se filtra en el glomérulo, una parte de la carga tubular se reabsorbe en los túbulos, por lo que la carga excretada es al flujo plasmático renal.

Conclusiones

• La formación del riñón depende de interacciones de epitelio-mesénquima entre el brote ureteral y el blastema metanéfrico.
• Cuando falla esta interacción, ocurre la agenesia.
• El riñón es un órgano cuyas características morfofuncionales lo distinguen como una unidad excretora vita para la homeostasis.
• La nefrona es la unidad morfofuncional del riñón y el resultado de su trabajo es la formación de la orina.
• El flujo sanguíneo renal y la filtración glomerular están regulados por mecanismos intrínsecos y extrínsecos.
• El aclaramiento plasmático es el es la función básica del riñón.