El Sistema Urinario y sus Funciones

Sistema Urinario

• El sistema urinario lo componen dos riñones, dos uréteres, la vejiga y la uretra.
• La orina se forma en los riñones, después viaja por los uréteres hasta la vejiga, finalmente, se expulsa al exterior por la uretra.

Funciones del Sistema Urinario

• Regula la tensión arterial.
• Es responsable de la regulación de la eritropoyesis.
• Regula el volumen y la composición de los líquidos corporales.
• Mantiene el equilibrio ácido-básico.
• Excreta productos de desecho del metabolismo y sustancias dañinas.
• Regula la formación de Vitamina D.

Diferenciación Inicial del Mesodermo

• El mesodermo embrionario se diferencia en mesodermo paraxil intermedio y lateral.
• De la porción intermedia se originan las estructuras del sistema urogenital.
• Durante la vida intrauterina se conforman tres sistemas renales de craneal a caudal: pronefros, mesonefros y metanefros.
• Los dos primeros sistemas renales son transitorios, mientras que el tercero da origen al riñón definitivo.
• El conducto excretor del sistema urinario desemboca en la cloaca, la última porción del intestino primitivo.

Evolución del Pronefros y el Mesonefros

• El desarrollo del pronefros inicia a principios de la cuarta semana, formando unidades excretoras incipientes que luego se revierten.
• En el mesonefros se distingue una masa de tejido no segmentado llamada cordón nefrógeno, de donde se origina la porción excretora, y un conducto longitudinal llamado conducto mesonéfrico, que desemboca en la cloaca y actúa como conducto colector del sistema.
• A finales de la cuarta semana, aparecen túbulos excretores en el mesonefros que contactan con el conducto mesonéfrico, formando una ese (S).
• El extremo proximal adquiere un ovillo de capilares que forman el glomérulo, mientras el extremo distal desemboca en el conducto mesonéfrico.
• Este proceso avanza en dirección cráneo-caudal, y aunque los túbulos más caudales aún no se han desarrollado, los cefálicos ya han degenerado.
• Se ha comprobado que el riñón mesonéfrico tiene actividad funcional, a pesar de su naturaleza transitoria.

Evolución del Metanefros

• Dos componentes participan en la evolución del metanefros o riñón definitivo:
• El brote o yema ureteral, una evaginación de la porción distal del conducto mesonéfrico que origina los elementos de la porción colectora del riñón.
• El blastema metanéfrico, derivado del mesodermo del cordón nefrógeno, que da origen a la porción excretora.
• El brote se introduce en el tejido metanéfrico, formando una caperuza sobre su extremo distal, que se dilata para formar la pelvis renal primitiva.
• La pelvis renal se divide en dos porciones: una cefálica y otra caudal, que se convertirán en los cálices mayores.
• Cada cáliz, al introducirse en el tejido metanéfrico, 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.
• A medida que continúa el desarrollo, los túbulos colectores de quinta generación y sucesivas se alargan y convergen en el cáliz menor, formando la pirámide renal.
• El brote ureteral resulta en 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 estimula la diferenciación del metanefros en nefrona, y ésta 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 ese (S), llamados túbulos excretores.
• En el extremo distal del túbulo excretor se constituye una concavidad, y los capilares que acceden allí se diferencian, formando el glomérulo.
• De esta forma, la nefrona consta del glomérulo y el túbulo excretor, que desemboca en un túbulo colector para garantizar el paso del filtrado.
• El desarrollo continuo del túbulo excretor resulta en la posibilidad de distinguir en la nefrona el tubo contorneado proximal, el asa de Henle y el tubo contorneado distal.
• En el extremo relacionado con el glomérulo se encuentra la cápsula de Bowman.
• La formación de nefronas se extiende hasta el nacimiento, alcanzando de uno a dos millones en cada riñón.
• Si falla el efecto inductor del brote sobre el blastema, no se forma el riñón, lo que lleva a la agenesia renal.
• Si la agenesia renal es bilateral, provoca incompatibilidad con la vida.
• Si falla la unión entre el tubo contorneado distal y el tubo colector, la orina filtrada se acumula formando quistes, provocando el riñón poliquístico.
• Al nacer, el riñón tiene un aspecto lobulado, pero este desaparece durante la infancia debido al crecimiento de las nefronas.

Posición del Riñón

• Inicialmente, el riñón se ubica en la cavidad pélvica, pero asciende en sentido cefálico y dorsal debido a la disminución de la curvatura del cuerpo y al crecimiento de las regiones lumbar y sacra.
• Este ascenso se acompaña de una rotación medial de aproximadamente 90°, permitiendo que alcance su posición definitiva en la cavidad abdominal.
• Cuando este fenómeno no ocurre normalmente, pueden surgir malformaciones congénitas como el riñón pélvico o el riñón en herradura.
• El riñón en herradura ocurre cuando los polos inferiores de ambos riñones entran en contacto y se fusionan durante el ascenso.

Situación Anatómica de Los Riñones

• Los riñones son órganos pares, parecidos a una judía en su aspecto externo.
• Se sitúan en la pared posterior de la cavidad abdominal, a ambos lados de la columna vertebral y de los grandes vasos abdominales.
• Se localizan por delante de los músculos psoas mayor y cuadrado lumbar y por detrás del peritoneo parietal posterior en el espacio retroperitoneal.
• El riñón derecho se encuentra ligeramente más bajo debido a la presión del lóbulo derecho del hígado.

Configuración Externa del Riñón

• El riñón presenta una extremidad o polo superior redondeado y un polo inferior más agudo.
• Tiene una cara anterior ligeramente convexa y otra posterior aplanada, separadas por dos bordes: uno lateral convexo y extenso y otro medial con una marcada concavidad en su tercio medio, el hilio renal.
• En el hilio renal se hallan los elementos del pedículo renal: la arteria renal, la vena renal, el uréter, los vasos linfáticos y los nervios del propio órgano.

Envolturas del Riñón

• Cada riñón está envuelto por la capsula fibrosa, una lámina continua de tejido conjuntivo que se desprende fácilmente en el riñón sano.
• Externamente a la capsula fibrosa, se encuentra la capsula adiposa.
• Más externamente se encuentra la fascia renal, un engrosamiento de tejido subperitoneal que comprende el riñón y la glándula suprarrenal correspondiente.
• La fascia renal está formada por dos hojas pre-renal y post-renal.
• Estas envolturas, junto con la grasa para-renal, los vasos sanguíneos renales y la prensa abdominal, fijan el riñón.

Relaciones del Riñón

• Ambos riñones se relacionan por detrás con los músculos psoas mayor y cuadrado lumbar, las porciones lumbares del diafragma, las costillas undécima y duodécima y con los nervios iliohipogástrico e ilioinguinal del plexo lumbar.
• Por delante, las relaciones varían de un lado a otro, tanto con el peritoneo parietal posterior como con el intestino y otros órganos.

Estructura Macroscópica Interna del Riñón

• Un corte frontal del riñón muestra la organización del parénquima renal en una zona periférica llamada corteza, rica en glomérulos renales y una zona más profunda, la medula renal, formada por numerosas pirámides y columnas renales.
• En la profundidad del órgano se observa un espacio denominado seno renal, que alberga los cálices, la pelvis renal, vasos sanguíneos y linfáticos, nervios y tejido adiposo.

Vascularización del Riñón

• Los riñones son irrigados por ramos viscerales pares de la aorta abdominal: las arterias renales.
• Al penetrar en el seno renal, las arterias renales se dividen en arterias polares y centrales, según estas regiones del riñón.
• De estas arterias parten las arterias lobulares que, al penetrar en el parénquima renal, se dividen en arterias interlobulares, situadas entre las pirámides a lo largo de las columnas renales.
• Las arterias interlobulares se dividen y cambian su dirección en ángulo recto al acercarse a la base de las pirámides renales, formando las arterias arqueadas o arciformes.
• Desde las arterias arqueadas, parten perpendicularmente hacia la corteza renal 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, permitiendo delimitar con precisión las porciones del parénquima renal irrigadas por cada rama.

• Esto ha llevado a establecer el concepto de segmentación renal, útil desde el punto de vista médico y quirúrgico.

• Las arterias renales presentan diferencias individuales en cuanto a su nivel de origen y número.

• Estas diferencias se consideran variaciones de la norma.

Venas Renales

• El retorno venoso inicia en redes venosas muy finas cuyos troncos principales confluyen y forman venas gruesas que acompañan a los ramos arteriales y adoptan sus mismos nombres.
• Estas venas forman la vena renal, la que vierte la sangre directamente a la cava inferior.

Inervación del Riñón

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

Riñón Como Organo Macizo

• El riñón es considerado un órgano macizo a nivel microscópico debido a su composición de estroma y parénquima.
• El estroma consta de una cápsula delgada de tejido conjuntivo denso irregular, fibras elásticas, musculares lisas y tejido intersticial ubicado en la corteza y médula.
• Predominan fibroblastos y fibras colágenas, así como células intersticiales secretoras de prostaglandinas en la médula y productoras del 85% de eritropoyetina en la corteza.
• El parénquima organiza corteza y médula.
• En ella destacan los tubos uriníferos (nefrona y tubo colector) y el aparato yuxtaglomerular, ubicándose porciones específicas de los tubos uriníferos en la región medular.

Corteza Renal

• La organización de la corteza renal, revela la disposición granulosa impartida por la disposición de los corpúsculos.
• Las estriaciones rectas, denominadas radios medulares, albergan las ramas ascendente y descendente del asa de Henle, junto con los tubos colectores.
• Entre los radios medulares residen regiones laberínticas corticales que contienen corpúsculos renales, y sus tubos contorneados proximales y distales asociados.

Nefrona

• Unidad estructural y funcional del riñón, un riñón tiene alrededor de dos billones de nefronas
• La conformación de la nefrona comprende cuatro partes: el corpúsculo renal, el tubo contorneado proximal (tortuoso, ubicado en la corteza), una porción recta, que se interna hacia la médula y asciende hacia la corteza llamada asa de Henle (rama delgada y gruesa) y el tubo contorneado distal (tortuoso).

Corpúsculo Renal

• Los corpúsculos renales están en la corteza y en zonas yuxtamedulares y compuestos por el glomérulo y la cápsula de Bowman.
• Presenta un polo vascular, siendo este el área donde penetra la arteriola aferente que da origen al glomérulo y por donde sale la arteriola eferente, presentando un polo urinífero (zona del corpúsculo que se une al tubo contorneado proximal).
• La cápsula de Bowman, rodea al glomérulo teniendo una hoja parietal o epitelio capsular un epitelio simple plano junto a su membrana basal y una hoja visceral o epitelio glomerular elaborada por los podocitos (adheridos directamente a los capilares).
• Entre ambas hojas, hay un espacio conocido como espacio capsular.
• El glomérulo se compone de capilares fenestrados interpuestos en las arteriolas.

Riñón

• Se aprecia el glomérulo, la hoja parietal de la cápsula de Bowman, así como el espacio capsular.
• En la superficie interior de los capilares glomerulares desprovistos del recubrimiento podocitario y de la membrana basal existe un cúmulo de células llamadas mesangiales.

Celulas Mesangiales

• Se ubican donde no se halla membrana basal ni recubrimiento epitelial de los podocitos.
• Tienen funciones fagocíticas de sostén para el glomérulo, sintetizan matriz extracelular, prostaglandinas y endotelinas.
• Se caracteriza por tener receptores para la angiotensina ll y el factor natriurético atrial.

Podocito

• Los podocitos son células que presentan un cuerpo del que parten prolongaciones primarias que se extienden en prolongaciones secundarias o pedicelos.
• Estos se interdigitan con los de las células vecinas y abrazan a los capilares glomerulares uniendose fuertemente a la membrana basal.
• Dejando entre ellas hendiduras intercelulares por las cuales pasa al espacio capsular un infiltrado de plasma sanguíneo o filtrado glomerular.
• Se observa un podocito con sus prolongaciones alrededor del capilar glomerular donde los espacios existentes entre las células permiten la salida del filtrado.

Barrera de Filtración

• La filtración continua del plasma sanguíneo sucede a través de una barrera de filtración formada por el endotelio fenestrado de glomérulo, su membrana basal y las hendiduras entre los pedicelos de los podocitos.
• El diafragma de hendidura constituye la barrera verdadera por ser la única estructura.

Nefrona

• Después de atravesar la barrera de filtración el filtrado glomerular llega al espacio tubular, que es cubierto por epitelio cilíndrico/cubico alto, las células tienen microvellosidades que forman un borde en cepillo desde cuyas bases parten canalículos que aumentan la capacidad de absorción.
• Hacia la base exhibe una gran cantidad de mitocondrias y prolongaciones en sus superficies laterales que se interdigitan con los demás.
• El tubo proximal continúa con el asa de Henle que es una forma de U que parte de la corteza y se direcciona recto hacia la médula, para volver a la corteza.
• El segmento delgado hecho por células aplanadas y el segmento grueso exhibe una estructura parecida a la del tubo distal formado por células cúbicas
• La rama ascendente del asa de Henle se continúa con el tubo contorneado distal.
• Presenta epitelio simple cubico carente de ribete en cepillo y con luz definida y amplia respecto al del tubo proximal.

Riñón

• Se visualizan varios tubos contorneados proximales y distales.

Tubo Colector

• Presenta una zona cortical y otra medular.
• Es recubierta por epitelio simple cúbico siguiendo un camino rectilíneo, uniéndose unos con otros para formar tubos de mayor magnitud (conductos colectores), dirigiéndose hacia las papilas renales.

Médula Renal

• La médula renal se aprecian los tubos colectores

• También vasos sanguíneos rectos paralelos a los túbulos.

• Se observa una parte de córtex y médula en las que se aprecian las nefronas y los conductos colectores.

Aparato Yuxtaglomerular

• El aparato yuxtaglomerular está formado por las células yuxtaglomerulares (células musculares lisas modificadas ubicadas en la capa media de la arteriola aferente).

• En ocasiones en la eferente, de aspecto secretoras de proteínas, producen rennina:

• Células de Lacis

• Celulas Yuxtaglomerulares

• TCD

• Este se encuentra producido por células epiteliales modificadas ubicadas en la porción del tubo contorneado distal que toma contacto con la arteriola aferente.

• Las células son altas y delgadas portadoras de moléculas capaces de reaccionar con el sodio dentro del tubo contorneado distal, estimulando la renina por las células yuxtaglomerulares y las células mesangiales extraglomerulares (células de Lacis o del cojinete.

• El aparato yuxtaglomerular interviene en la regulación de la presión arterial a través del balance de agua y del equilibrio iónico del medio, además de participar en la producción de eritropoyetina

Presiones de la Circulación Renal

• La presión media en las arterias renales es de 100mmHg.

• La presión disminuye de manera progresiva recorriendo el sistema vascular, existiendo una disminución de la presión tanto en la arteriola aferente como en la eferente, dado que hay una alta resistencia vascular.

• En los capilares glomerulares la presión hidrostática es de 60mmHg, mientras que en capilares peritubulares 13mmHg

• Esta diferencia de presiones juega un papel en la función renal, ya que la red de capilares del glomérulo funciona en altas presiones, predominando la filtración hacía la capsula de Bowman y en la red capilar peritubular domina la reabsorción.

• Flujo sanguíneo renal (FSR): Volumen de sangre que viaja por ambos riñones en 1 minuto, (VN: 1200 mL/min)

• Fracción renal (FR): Porción del gasto cardíaco que reciben los riñones, 21% del gasto cardíaco

• Flujo plasmático renal (FPR): Volumen de plasma que viaja por ambos riñones en 1 minuto, (VN: 660mL/Min)

• La porción del gasto cardíaco que recorre los riñones es del 21%

• Flujo plasmático renal es el volumen de plasma que pasa por ambos riñones en un minuto y su valor normal es de 660 ml/min.

Filtración Glomerular

• El proceso de filtración glomerular se basa en la filtración del plasma que resulta en el filtrado glomerular de composición parecida a la del plasma.

• El filtrado glomerular sufre modificaciones progresivas en el sistema tubular. Los componentes viajan de nuevo al plasma o son excretados, además se le suprimen sustancias reabsorbidas y añaden sustancias segregadas.

• Intensidad de filtración glomerular: volumen de filtrado glomerular elaborado por ambas nefronas en 1 minuto, 80 a 125ml/min.

• Intensidad o tasa de filtración glomerular dependiente del coeficiente de filtración y la presión de filtración.

• La presión de filtración son fuerzas Starling que rigen el intercambio entre los capilares tisulares, siendo fuerza que favorece a la filtración glomerular.

Factores que Afectan La Tasa De Filtración Glomerular

• Coeficiente de filtración.

• Presión de la cápsula de Bowman.

• Presión coloidosmótica de los capilares glomerulares.

• Presión capilares glomerulares.

• Presión arterial.

• Resistencia de la arteriola aferente.

• Resistencia de la arteriola eferente.

• La presión de los capilares glomerulares es proporcional a la tasa de filtración glomerular.

Control Del Flujo Sanguíneo Renal Y La Filtración Glomerular

• Autorregulación intrínseca:
  • Retroacción túbulo glomerular.
  • Equilibrio glomérulo tubular.
  • Regulación miógena.
• Regulación nerviosa:
  • Sistema nervioso simpático.
• Regulación humoral:
  • Noradrenalina y adrenalina, angiotensina II, óxido nitrico y prostaglandinas.

Retroacción Glomérulo Tubular

• La vasoconstricción ocasionada por el estímulo simpático hace que disminuya el filtrado.
• Debido a la reducción del cloruro de sodio en la mácula se provoca estimulación a la arteriola aferente, lo que incrementa la presión en los capilares de los glomérulos, lo que incrementa la filtración glomerular
• La concentración de cloruro de sodio en las células de la mácula densa hace que se incremente la liberación de renina, aumentando la producción de angiotensina ll con la finalidad de contraer las arterioles eferentes, incrementando la presión glomerular y la tasa de filtración glomerular que vuelve a la normalidad.

Equilibrio Glomérulo Tubular

• Entre mayor sea la filtración, mayor será la reabsorción, evitando sobrecargar de solutos la macula densa.

Regulación Miógena

• El aumento en la presión arterial distiende la pared del vaso, lo que causa constricción de las fibras musculares lisas, ocasionando vasoconstricción, lo que disminuye el flujo de sangre.

Regulación Nerviosa Del Flujo Renal Y Filtración Glomerular

• Los vasos aferentes contienen fibras nerviosas simpáticas que producen constricción de la arteriola y disminuyendo la presión y la tasa de filtración glomerular

Regulación Humoral Del Flujo Sanguíneo Y La Filtración Glomerular

• La noradrenalina y adrenalina, la endotelina disminuyen la la tasa de filtración glomerular , pero son aumentadas por el oxido nítrico y prostaglandinas

Reabsorción y Secreción Tubular

• La reabsorción a través de los túbulos renales, los que son componentes importantes del organismo, desde la luz tubular a la sangre de los capilares peritubulares y secreción de sustancias de desecho desde la sangre a los túbulos para su excreción a través de la orina

Manejo Tubular de Diferentes Sustancias

• La sustancia A es filtrada libremente y no excretada

• La sustancia B se reabsorbe en parte, pero no completamente desde los tubos

• La sustancia C se reabsorbe por completo desde los túbulos

• La sustancia D tanto se filtra una parte como secreta, es por lo que aumenta la cantidad excretada

• Los procesos de reabsorción y secreción tubular pueden depender de la dependencia de los elementos a transportar

Trabajo Tubular en la Nefrona

• A nivel del glomérulo no se filtran hematíes, pero el volumen es de 125 ml/mín, pero para formar la orina solo necesita 1ml/mín
• El filtrado pasa al tubo contorneado proximal, caracterizado por una estructura que soporta la ejecución de los procesos de transporte y reabsorción de los solutos y agua, y es isotónico con el plasma.
• La glucosa se reabsorbe por completo en este segmento, no apareciendo normalmente en la orina
• La parte descendente del asa de Henle es muy permeable con el agua, por lo que concentra la orina; la porción ascendente se encarga de la absorción de cloruros, agua y sodio, haciendo a este líquido más diluido.
• El túbulo distal y tubo colector se caracterizan por células encargadas de la reabsorción y secreción de potasio, efecto regulado por la aldosterona, encargadas también de la secreción de hidrogeniones, pero la reabsorción del agua es regulada por la hormona antidiurética.

Aclaramiento Plasmático

• El aclaramiento, es la limpieza de plasma a sustancias indeseables.
• Volumen de plasma depurado de una sustancia en un minuto (AP: ml/min), medible dividiendo la cantidad excretada (E) y concetracion plasmática (P) (AP= E/P)
• Cantidad Escrita y Concentración Plasmática
• Carga Plasmática
• Carga Tubular

Conclusiones

• La formación del riñón depende de la interacción entre brote entérico y blastema metanéfrico.
• El riñón como unidad excretora cuenta con características morfofuncionales para mantención de la homeostasis orgánica.
• La unidad funcional del riñón es la nefrona gracias al desarrollo de sus componentes concluyendo en la formación de la orina.
• Los mecanismos de regulación de flujo se regulan gracias a componentes intrínscicos/extrínsecos.
• El componente básico del riñón es el aclaramiento plasmático.