Apuntes Fisiología Tema 6 PDF 2024-25

Universidad Pontificia de Salamanca Apuntes de la asignatura Fisiología Curso 2024-25 Profesor: Fernando Roux Carmona Tema 6: Funciones del aparato excretor...

Universidad Pontificia de Salamanca Apuntes de la asignatura Fisiología Curso 2024-25 Profesor: Fernando Roux Carmona Tema 6: Funciones del aparato excretor Teoría Funciones: Las principales funciones de los riñones en el cuerpo son: -La función más importante es la excreción de productos de desecho o la eliminación de los residuos que producen las células de nuestro cuerpo y resultan tóxicos y, por tanto, pueden ser causa de patología o insuficiencia de algunos órganos. -Regulación homeostática del contenido de agua y de los iones que circulan en la sangre, es decir, del equilibrio hidroelectrolítico y el ácido- base (=regulación del pH). -Regulación del volumen de líquido extracelular y la presión arterial -Producción de algunas hormonas como la eritropoyetina, la renina y la conversión de vitamina D3 Es un órgano fundamental para el mantenimiento de la homeostasis por lo que es imprescindible mantener una buena hidratación Apuntes de Fisiología Tema 6 1 Los principales productos de exclusivamente urinario, siendo excreción son: independiente de los conductos genitales. Por otro lado, la uretra -Urea: Se produce tras el masculina es más larga metabolismo de las proteínas. (aproximadamente unos 15cm) y es, al mismo tiempo, una vía urinaria y -Creatinina: Resultado de la una vía genital. En ambos sexos está descomposición de los músculos. rodeada por el músculo esfínter de la uretra que es voluntario y -Ácido úrico: Derivado de la responsable de que no salga la orina degradación de aminoácidos. hasta que lo deseamos, salvo que la -las sustancias que no pueden ser vejiga esté muy llena y se escapen degradadas por nuestras células, pequeñas cantidades de orina como ocurre con determinados medicamentos y algunos aditivos Los riñones. Son dos órganos con alimentarios. forma de habichuela, de unos 12 cm de longitud, son los responsables de Podemos considerar al Aparato filtrar la sangre y separar la urea y el Urinario como el conjunto de exceso de sales, originando la orina. órganos que son los responsables de la producción y la excreción de la En la parte superior de cada riñón se orina. encuentra la glándula suprarrenal; esta glándula no interviene en la El Aparato urinario se encuentra formación de la orina: su función es constituido por: fabricar algunas hormonas (que - los riñones veremos en el Aparato Endocrino). - los uréteres - la vejiga de la orina En el ser humano, los riñones se - la uretra. sitúan a cada lado de la columna vertebral, en la zona lumbar, y están La orina es el principal producto rodeados de un tejido graso líquido de desecho del organismo. denominado cápsula adiposa renal. Se forma en los riñones, pasa por los uréteres, que son 2 tubos de unos 25 Los riñones presentan un borde cm de longitud, llega hasta la vejiga, externo, convexo y un borde interno, donde se almacena hasta que se cóncavo. El borde interno presenta produce la micción. Después de un hueco denominado hilio, por almacenarse en la vejiga, la orina donde entran y salen los vasos que se ha almacenado pasa por la sanguíneos, la arteria y la vena uretra hasta el exterior del renal. organismo. En el lado anterior se localiza la vena La uretra femenina es un conducto renal, que recoge la sangre del riñón de unos 6cm de longitud ya filtrada y en la parte posterior la Apuntes de Fisiología Tema 6 2 arteria renal, que lleva la sangre Recuerdo anatómico hacia los riñones para que sea Es importante conocer la anatomía filtrada. del riñón, tanto macroscópica como Para que los riñones funcionen desde el punto de vista microscópico correctamente es preciso que exista una buena perfusión renal, que su Anatomía macroscópica del riñón. parénquima esté íntegro y la vía El riñón humano presenta en su excretora se encuentre permeable exterior una capa de tejido conjuntivo denominada cápsula renal, por debajo existe una zona granulosa denominada zona cortical, más en el interior hay una zona con numerosos haces fibrosos (son las pirámides renales o pirámides de Malpighi) denominada zona medular. En la zona más interna presenta una estructura con forma de embudo, denominada pelvis renal, que abarca a una serie de pequeños embudos denominados cálices, que es el lugar dónde desemboca la orina en las pirámides de Malpighi. Anatomía microscópica del riñón. La unidad estructural y funcional del riñón es la nefrona, que está compuesta por un corpúsculo renal, que contiene glomérulos, agregaciones u ovillos de capilares, que se encuentran rodeados por una capa delgada de revestimiento endotelial, denominada cápsula de Bowman y está situada en el extremo ciego de los túbulos renales. Todos los túbulos juntos constituyen las pirámides de Malpighi de la zona medular. Estos túbulos renales, o también llamado sistema tubular, son los responsables del transporte y de la transformación de la orina a lo largo de su recorrido hasta los túbulos colectores, que, a su vez, desembocan en las papilas renales. Apuntes de Fisiología Tema 6 3 Los glomérulos funcionan como El hilio renal nace de una cavidad simples filtros a través de los que más profunda, llamada seno renal, pasan el agua, las sales y los demás donde el uréter se ensancha productos de desecho de la sangre, formando un espacio hueco hacia los espacios de la cápsula de denominado pelvis renal. Bowman y desde allí hacia los En el interior del riñón se distinguen túbulos renales. dos zonas: la corteza renal, que presenta un color amarillento (situada en la periferia) y la médula renal, que es la más interna; es de color rojizo y presenta estructuras en forma de cono invertido cuyo vértice termina en las papilas renales. A través de estas estructuras la orina es transportada antes de ser almacenada en la pelvis renal. En resumen, la orina se forma en los glomérulos y túbulos renales, y es Estructura de un glomérulo. conducida a la pelvis renal por los Tomado de Netter Fundamentos Fisiología 2ª edición túbulos colectores. Corpúsculo de Malpighi. En él se La mayor parte del agua y de las puede diferenciar una densa red de sales son reabsorbidas desde los capilares sanguíneos que se túbulos, y el resto es excretada como denomina glomérulo de Malpighi y orina. Los túbulos renales también por fuera, se encuentra la cápsula de eliminan otras sales y productos de Bowman. desecho que pasan desde la sangre a la orina. Túbulo renal. En él se pueden diferenciar unos segmentos Los riñones son capaces de filtrar sinuosos denominados túbulos aproximadamente 180 litros cada contorneados (el proximal y el distal). día, sin embargo, la cantidad normal de orina eliminada en 24 horas es Los tubos contorneados se siguen 1,4 litros aproximadamente; cantidad de unos segmentos rectos que puede variar en función de la denominados túbulos rectos que ingestión de líquidos y de las forman una U denominada asa de pérdidas que se producen en Henle, con una rama descendente y situaciones patológicas como por una rama ascendente. En cada rama vómitos o a través de la piel por la se puede diferenciar un segmento sudoración profusa. grueso y un segmento delgado. Los riñones también son los responsables de mantener el Apuntes de Fisiología Tema 6 4 balance de líquidos y los niveles de 2) Reabsorción de solutos. En esta sales, así como el equilibrio ácido- etapa se mueven sustancias del base. Cuando algún trastorno altera filtrado desde la luz del túbulo estos equilibrios, el riñón responde nuevamente hacia la sangre. La eliminando más o menos cantidad de mayor parte se realiza en los túbulos agua, sal e hidrogeniones. (ver proximales y un poco en los apuntes más adelante del equilibrio segmentos distales de la nefrona. ácido-base) En el túbulo contorneado proximal, Los riñones son responsables de debido a unas proteínas especiales liberar tres hormonas importantes: de la membrana de sus células, se -eritropoyetina, que participa en la extrae de su interior los iones sodio formación de glóbulos rojos (Na+), la glucosa y los aminoácidos, -renina, que participa en la que vuelven a la sangre, regulación de la tensión arterial a permaneciendo en el interior de los través del Sistema Renina- túbulos, la urea. Angiotensina -y la forma activa de la vitamina D, 3) Reabsorción de agua. En esta que participa en la formación y tercera fase, en el túbulo recto consistencia de los huesos. descendente del asa de Henle, al ser permeable al agua y al ion sodio y La formación de la orina. atravesar una zona de alta salinidad, se produce la salida de agua, por En su formación es importante ósmosis, y la entrada del ion sodio. distinguir 4 etapas: 4) Segunda extracción de iones 1) Filtración. Consiste en el paso de sodio y segunda reabsorción de líquido desde la sangre hacia la luz agua. La segunda extracción de de la nefrona. Esta fase solo se iones sodio de la orina en formación produce en el corpúsculo renal. se realiza en el resto del recorrido (túbulo recto ascendente del asa de Debido a la presión que existe dentro Henle, túbulo contorneado distal y de los capilares sanguíneos del túbulo colector), gracias a unas glomérulo, sale de los capilares proteínas especiales de la sanguíneos el agua y las sustancias membrana de sus células. disueltas que tienen un bajo peso molecular, como es el ion sodio El túbulo recto ascendente del asa (Na+), procedente de la disolución de de Henle es impermeable al agua, la sal (NaCl), la urea, la glucosa y los pero los dos siguientes y últimos aminoácidos, pero no van a pasar los tramos sí son permeables al agua. glóbulos rojos ni las moléculas En ellos se produce por ósmosis la grandes, como las proteínas. segunda reabsorción de agua; en esta fase, al producirse estos pasos, Apuntes de Fisiología Tema 6 5 la orina en formación se concentra acumula en la sangre. Valores mucho. normales: 0,6 a 1,2 mg/dL El resultado es que la orina final es Urea. Tras el uso de proteínas, los un líquido muy rico en urea y ácido desechos restantes se devuelven a úrico, que son dos sustancias muy la sangre en forma de urea, que es tóxicas para nuestro organismo. un compuesto que contiene nitrógeno. Los riñones sanos retiran Si se compara la orina y el plasma la urea de la sangre y la envían a la sanguíneo, se observa que la orina vejiga en la orina. Si los riñones no presenta un elevado porcentaje de funcionan bien, la urea se quedará sustancias tóxicas (principalmente la en la sangre. urea, ácido úrico, creatinina y amoníaco) y, sin embargo, la sangre Si la concentración de urea en la presenta un elevado porcentaje de sangre pasa de 20 mg/dL, es posible sustancia útiles (como son la glucosa que los riñones no estén y las proteínas). funcionando a máxima capacidad. Otras causas de este aumento de Control de la función renal. Si la urea son: la deshidratación y la concentración de creatinina o de insuficiencia cardíaca. urea en la sangre es excesiva y si la orina contiene proteínas, se debe a Proteinuria. Consiste en la presencia que los riñones no funcionan de proteínas en la orina. Los riñones correctamente. sanos retiran los desechos de la sangre, pero dejan las proteínas. Los La creatinina. Es un producto de riñones afectados no separan la desecho que se acumula en la proteína de los desechos, lo que es sangre por la descomposición una señal de función renal deficiente. normal de los músculos durante la actividad. Los riñones sanos retiran Insuficiencia renal. Es la disminución la creatinina de la sangre y la llevan de la capacidad del riñón para a la orina para ser expulsada; si no separar la urea de la sangre. funcionan bien, la creatinina se Apuntes de Fisiología Tema 6 6  Tema 6: Funciones del aparato excretor Práctica Orina emitida tiene colocada una sonda vesical, mediante un sondaje vesical. Para Podemos controlar la cantidad de este sondaje se utiliza la sonda de orina que un paciente excretó si Foley, que se conecta a una bolsa realiza las micciones en un colectora donde se mide cantidad de recipiente. También, si el paciente orina. En muchas ocasiones esta Apuntes de Fisiología Tema 6 7 orina emitida puede ser medida cada Patología renal hora, o cada turno de enfermería o en 24 horas, dependiendo de los Casi todas las enfermedades de los parámetros que interesen medir. riñones atacan a las nefronas y hacen que se pierda su capacidad de filtración. La lesión a las nefronas La vejiga de la orina. puede suceder rápidamente, a menudo como resultado de lesión o Podemos compararla a una bolsa intoxicación. Pero casi todas las que puede dilatarse poco a poco y enfermedades de los riñones puede llegar a una capacidad de destruyen las nefronas lenta y entre 350 y 1500 cm3. Se encuentra silenciosamente apareciendo la rodeada por el músculo detrusor, llamada Insuficiencia Renal Crónica. que es el responsable de exprimir la vejiga para la mayor excreción de orina. Regulación nerviosa de la micción La salida de la orina se produce por la relajación involuntaria de un músculo: el esfínter vesical que se localiza entre la vejiga y la uretra, y también por la apertura voluntaria de otro músculo, el esfínter de la uretra. Cuando se llena la vejiga, llega un momento en que el esfínter vesical se dilata, esta dilatación del esfínter es involuntaria y hace que se emitan impulsos nerviosos aferentes al puente del encéfalo, desde allí se transmiten a la región frontal del cerebro que es la que decide si es el sitio y momento para poder miccionar. Hasta ese momento el esfínter de la uretra, que es de control voluntario, se encuentra cerrado y la presión que hace la orina es la responsable de la urgencia miccional. Una vez que la región frontal decide que es el lugar y momento oportuno, se relaja el esfínter y gracias al músculo detrusor se realiza el vaciado de la orina. Apuntes de Fisiología Tema 6 8  Equilibrio Ácido-Base Definiciones: En el gráfico de arriba se puede ver que el agua pura es neutra, es decir, tiene un pH de 7.0 Cuando se mezclan sustancias químicas con agua, la mezcla puede hacerse ácida o básica. Por ejemplo, el vinagre y el zumo de limón son fig20.2 sustancias ácidas, mientras que los pH detergentes para lavar ropa y el La sigla significa ‘potencial amoníaco son básicos. hidrógeno’, o ‘potencial de Los valores normales en nuestro hidrógeno’ organismo son: La escala del pH mide cómo de ácida pH: 7.35 – 7.45 o básica es una sustancia. Este pH PaCO2: 35 - 45 varía entre los valores de 0 a 14, de HCO3-: 22 – 26 tal manera que un pH de 7 es neutro. Cuando el pH es inferior a 7 se dice que es ácido y cuando es superior a Acidosis 7 es básico. En nuestro organismo es una alteración que tiende a producir un pH ácido (menor de 7.4) a menos que exista una alcalosis oponente dominante. Apuntes de Fisiología Tema 6 9 Alcalosis El hidrógeno forma parte de todas Es lo opuesto y la alteración tiende a las unidades estructurales de las producir un pH alcalino (mayor de macromoléculas responsables de la 7.4) a menos que exista una acidosis vida oponente dominante. *Aminoácidos (unidad de las proteínas) pH Neutro *Monosacáridos (unidad de los Es el pH en el cual hay igual número carbohidratos) de iones [H+] y de aniones [OH-]. *Ácidos Grasos (unidad de los Como siempre, nuestro organismo lípidos) tiende a mantener la neutralidad *Nucleótidos (unidad de los ácidos dentro de la célula, en la cual ocurren nucleicos) la mayoría de los procesos Además, forma parte del agua, la bioquímicos y consigue mantener la cual constituye el 80% de nuestro sangre en un pH de 7.4 cuerpo La oxidación del Hidrógeno es la principal fuente de energía en los seres vivos. En los seres aeróbicos esta oxidación depende del Oxígeno. Como ion (H+), determina el pH. El equilibrio ácido base Se usa para denominar así a los procesos que se realizan en nuestro El Hidrógeno es uno de los organismo para conseguir mantener elementos más abundante, tanto en unos valores constantes con el organismo como en el universo. respecto a los ácidos y las bases. El hidrógeno atómico (H2) junto con Este equilibrio se realiza oxígeno (O2) produce peróxido de especialmente mediante los hidrógeno, H2O2. pulmones (CO2) y los riñones Con nitrógeno, experimenta una (HCO3). importante reacción para dar El mantenimiento de un balance amoniaco (NH3). ácido-base estable es un Apuntes de Fisiología Tema 6 10 componente vital de la hemostasis fluidos corporales, sobre todo en la corporal. sangre. Las alteraciones del equilibrio ácido- Existen varios sistemas tampón, base en la mayoría de los casos, son entre los que están: consecuencia de la presencia de una -intracelulares (ej: proteínas, complicación de una enfermedad hemoglobina, fosfato) preexistente. -extracelulares. El más importante Son muchas las patologías que dan es el sistema bicarbonato/dióxido de lugar a una alteración del equilibrio carbono ácido-base, especialmente en (HCO3−/CO2 (CO2 + H2O↔H2CO3↔ pacientes hospitalizados, y el que H+ + HCO3-) aparezcan, conlleva implicaciones Estos sistemas trabajan coordinados significativas en el pronóstico. junto a los mecanismos respiratorios El normal funcionamiento celular y renales para conseguir que el pH requiere mantener la concentración esté dentro de los límites necesarios de H+ del líquido extracelular en para el funcionamiento óptimo. límites muy estrechos. Cuando se producen alteraciones en El pH compatible con la vida está en los sistemas tampón pueden llevar a torno a 6,80-7,80, más elevado o trastornos acido-base, como disminuido puede llevar a una acidosis o alcalosis, que requieren gravedad extrema. tratamiento médico. Dado que los procesos metabólicos generan gran cantidad de ácidos, el Según la denominada ley de acción organismo necesita neutralizar y de masas, la acidosis (aumento de eliminar los H+ para mantener H+) puede producirse por una constante el pH del líquido disminución del bicarbonato extracelular. (acidosis metabólica) o por un Para ello, dispone de varios medios: aumento de la PaCO2 (acidosis respiratoria); y la alcalosis Los sistemas tampón o Buffer: (disminución de los H+) puede Se llaman así a los mecanismos de producirse por un aumento del nuestro organismo que ayudan a bicarbonato (alcalosis metabólica) o mantener un pH constante en los por una disminución de la PaCO2 (alcalosis respiratoria). Apuntes de Fisiología Tema 6 11 La acidosis o la alcalosis son Acidosis Metabólica. estados en los que existe un Consiste en la disminución del acúmulo de ácidos o de bases. HCO3-. Se produce cuando el pH es Se habla de acidemia o de alcalemia más ácido que el apropiado para la cuando el pH sanguíneo está PCO2 disminuido o aumentado respectivamente. Alcalosis respiratoria En estas situaciones, los Ocurre un aumento del pH con mecanismos de compensación no disminución de la PCO2 y el HCO3 son suficientes para mantener el pH Ocurre en la hiperventilación aguda. en los límites normales. El riñón del paciente tarda un día o Cuando se produce un trastorno dos en responder y producir la acido-básico, el organismo pone en corrección parcial. marcha respuestas compensatorias que intentan mantener normal el pH: Alcalosis metabólica -renales en trastornos respiratorios Ocurre un aumento del pH y con -respiratorias en trastornos aumento de la PCO2 y el HCO3 metabólicos Eliminación de ácidos y compensación. Los reguladores del equilibrio ácido- base propios del organismo son los pulmones y los riñones, los cuales son responsables de excretar los ácidos respiratorios y metabólicos respectivamente. El poder de los pulmones para Acidosis Respiratoria. excretar grandes cantidades de La Acidosis Respiratoria consiste en dióxido de carbono permite que los una PCO2 elevada. pulmones hagan la compensación rápidamente. Apuntes de Fisiología Tema 6 12 Por el contrario, el riñón elimina solo hipertermia, síndrome neuroléptico 0.1 moles (100mEq) de ácido por maligno) día. Esta es la causa de la velocidad -disminución de la producción de relativamente lenta de energía muscular (hipopotasemia, compensación hipofosfatemia, hipotermia, cetoacidosis diabética, déficits Pongamos un ejemplo: enzimáticos genéticos) -disminución de la oxigenación Rabdomiolisis muscular (trombosis o embolismo Consiste en la destrucción muscular arterial, oclusión vascular por masiva y se trata de una causa compresión, shock, intoxicación por importante de acidosis metabólica. CO) Puede confirmarse por la elevación -infecciones sérica de creatinfosfokinasa (CPK), -toxinas aldolasa y mioglobina. -alcoholismo Las causas de la rabdomiolisis -drogas de abuso. puede ser: -lesión muscular directa, por La complicación más frecuente de la circunstancias no traumáticas rabdomiolisis es el desarrollo de un asociadas con un aumento del fracaso renal agudo por efecto tóxico consumo de oxígeno muscular directo de la mioglobinuria, (ejercicio severo, delirium tremens, potenciado por la deshidratación y la convulsiones, golpe de calor, acidosis Apuntes de Fisiología Tema 6 13  Imágenes tomadas de internet Apuntes de Fisiología Tema 6 14