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20 Sistema urinario GENERALIDADES DEL SISTEMA IRRIGACIÓN SANGUÍNEA / 778 URINARIO / 753 VASOS LINFÁTICOS / 780 ESTRUCTURA GENERAL DEL RIÑÓN / 754 INERVACIÓN / 780 Cápsula /...

20 Sistema urinario GENERALIDADES DEL SISTEMA IRRIGACIÓN SANGUÍNEA / 778 URINARIO / 753 VASOS LINFÁTICOS / 780 ESTRUCTURA GENERAL DEL RIÑÓN / 754 INERVACIÓN / 780 Cápsula / 755 URÉTER, VEJIGA URINARIA Y URETRA / 780 Corteza y médula / 755 Uréteres / 782 Lóbulos y lobulillos renales / 756 Vejiga urinaria / 783 La nefrona / 757 Uretra / 783 Organización general de la nefrona / 757 Túbulos de la nefrona / 759 Cuadro 20-1 Consideraciones funcionales: riñón y Tipos de nefronas / 760 vitamina D/ 754 Conductos colectores / 760 Cuadro 20-2 Correlación clínica: glomerulonefritis Aparato de filtración del riñón / 760 inducida por anticuerpos antimembrana basal Mesangio / 767 glomerular; síndrome de Goodpasture / 762 Aparato yuxtaglomerular / 768 Cuadro 20-3 Correlación clínica: sistema renina– FUNCIÓN TUBULAR RENAL / 768 angiotensina–aldosterona e hipertensión / 769 Túbulo contorneado proximal / 770 Cuadro 20-4 Correlación clínica: análisis de Túbulo recto proximal / 772 orina-urinálisis / 773 Segmento delgado del asa de Henle / 772 Cuadro 20-5 Consideraciones funcionales: Túbulo recto distal / 772 estructura y función de los conductos acuosos Túbulo contorneado distal / 774 de acuaporina / 775 Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas Túbulo conector / 774 Conductos colectores cortical y medular / 774 Cuadro 20-6 Consideraciones funcionales: regulación hormonal antidiurética de la función de los conductos colectores / 777 CÉLULAS INTERSTICIALES / 776 HISTOFISIOLOGÍA DEL RIÑÓN / 776 HISTOLOGÍA 101. Puntos esenciales / 784 mantener el pH plasmático constante al regular el equilibrio GENERALIDADES DEL acidobásico, lo cual se logra mediante la excreción de iones SISTEMA URINARIO hidrógeno cuando los líquidos corporales se tornan dema- El sistema urinario está compuesto por los dos riñones; los siado ácidos o mediante la excreción de bicarbonatos cuando dos uréteres, que conducen la orina desde los riñones hasta los líquidos corporales se tornan muy alcalinos. Los riñones la vejiga urinaria y la uretra, que conduce la orina desde la desempeñan un papel importante en la regulación y el man- vejiga hacia el exterior del organismo. tenimiento de la composición y el volumen de líquido extra- celular. Los productos de desecho metabólicos se descargan Los riñones cumplen un papel importante en la homeosta- desde las células hacia la circulación y después en los riño- sis corporal mediante la conservación de líquidos y electro- nes se eliminan de la sangre por filtración y excreción en la litos y la eliminación de desechos metabólicos. orina. Al igual que los pulmones y el hígado, los riñones recupe- Los riñones son órganos muy vascularizados; reciben al- ran materiales esenciales y eliminan desechos. Para mantener rededor del 25 % del gasto cardíaco. La función renal tanto la homeostasis, los riñones conservan agua, electrolitos excretora como homeostática comienza cuando la sangre llega y ciertos metabolitos. Los riñones son indispensables para al aparato de filtración en el glomérulo. Inicialmente, el 753 Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  plasma se separa de las células y de las proteínas grandes y se Hidroxilación de 25-OH vitamina D3, un precur- obtiene un ultrafiltrado glomerular de la sangre, u orina sor esteroide producido en el hígado, hacia su forma 754 primaria, que las células del riñón modifican, entonces, por hormonalmente activa 1,25-(OH)2 vitamina D3. Este reabsorción selectiva y secreción específica. La orina defini- paso es regulado principalmente por la hormona para- tiva es transportada por los uréteres hacia la vejiga urinaria, tiroidea (PTH), que estimula la actividad de la enzima E S T RU CT U RA G E N E RA L D E L R I Ñ Ó N donde se almacena hasta que se elimina a través de la uretra. 1!-hidroxilasa e incrementa la producción de la hor- La orina definitiva contiene agua y electrolitos al igual que mona activa (v. cuadro 20-1). productos de desecho, como la urea, el ácido úrico y la creati- nina y productos de degradación de diversas sustancias. El riñón también funciona como un órgano endocrino. ESTRUCTURA GENERAL Las actividades endocrinas del riñón comprenden: D EL R IÑÓ N Síntesis y secreción de la hormona glucoproteica eri- Los riñones son grandes órganos rojizos con forma de ha- tropoyetina (EPO), que actúa sobre la médula ósea y bichuela, ubicados a cada lado de la columna vertebral en el regula la formación de eritrocitos en respuesta a la re- espacio retroperitoneal de la cavidad abdominal posterior. Se ducción de la concentración de oxígeno en la sangre. extienden desde la duodécima vertebra torácica hasta la ter- La EPO es sintetizada por las células endoteliales de cera vértebra lumbar y el riñón derecho está ubicado apenas los capilares peritubulares en la corteza renal y actúa más bajo que el izquierdo. Cada riñón mide aproximada- sobre receptores específicos expresados en la superficie mente 10 cm de largo " 6,5 cm de ancho (desde el borde cón- de las células progenitoras eritrocíticas (Er-P) en la mé- cavo hasta el borde convexo) " 3 cm de espesor. En el polo dula ósea. La forma recombinante de la eritropoyetina superior de cada riñón, incluida dentro de la fascia renal y (RhEPO) se utiliza para el tratamiento de la anemia en de una gruesa capa protectora de tejido adiposo perirrenal, se pacientes con nefropatía terminal. También se utiliza ubica la glándula suprarrenal. El borde medial del riñón Sistema urinario para el tratamiento de la anemia derivada de la supresión es cóncavo y contiene una incisura vertical profunda deno- de la médula ósea que se desarrolla en los pacientes con minada hilio, que permite la entrada y salida de los vasos y SIDA sometidos a un tratamiento con fármacos antirre- los nervios renales y la salida de la pelvis renal, es decir, el trovirales, como la azidotimidina (AZT). segmento inicial del uréter dilatado a la manera de embudo. Síntesis y secreción de la proteasa ácida renina, una en- Un corte del riñón muestra la relación entre estas estructuras zima que interviene en el control de la presión arterial tal como aparecen justo por dentro del hilio en un espacio de- y el volumen sanguíneo. La renina es producida por las nominado seno renal (fig. 20-1). Si bien no se muestra en la células yuxtaglomerulares y escinde el angiotensinó- ilustración, el espacio entre estas estructuras y a su alrededor, geno circulante para liberar angiotensina (v. pág. 769). está repleto de tejido conjuntivo laxo y tejido adiposo. CAPÍTULO 20 CUADRO 20-1 Consideraciones funcionales: riñón y vitamina D A pesar de su nombre, la vitamina D en realidad es un pre- Ca2#, que desencadena la secreción de PTH, o en forma di- Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas cursor inactivo que sufre una serie de transformaciones para recta mediante la reducción de los fosfatos circulantes, lo que convertirse en la hormona totalmente activa que regula la a su vez estimula la actividad de la 1 -hidroxilasa, responsable concentración del calcio en el plasma. En el cuerpo humano, de la conversión de la 25-OH vitamina D3 en 1,25-(OH)2 vi- la vitamina D proviene de dos fuentes: tamina D3 activa. La 1,25-(OH)2 vitamina D3 activa estimula la absorción intestinal de Ca2# y fosfato y la movilización del La piel, en la cual la vitamina D3 (colecalciferol) se pro- Ca2# de los huesos. Por consiguiente, esta vitamina es nece- duce con rapidez por la acción de la luz ultravioleta sobre saria para el normal desarrollo y crecimiento de los huesos y el precursor 7-dehidrocolesterol. La piel es la fuente prin- los dientes. La vitamina D2 (ergocalciferol), un compuesto cipal de vitamina D3, en especial en regiones donde los relacionado, sufre los mismos pasos de conversión que la vi- alimentos no están suplementados con vitamina D. Nor- tamina D3 y produce los mismos efectos biológicos. malmente, de media hora a 2 h de exposición solar por día Los pacientes con enfermedades renales (nefropatías) pueden proporcionar suficiente vitamina D para suplir las crónicas en etapa terminal no pueden convertir en forma necesidades corporales diarias de esta vitamina. adecuada la vitamina D en los metabolitos activos, lo cual La dieta, de la cual se absorbe la vitamina D3 en el intes- produce una insuficiencia de vitamina D3. En los adultos, la tino delgado y se asocia con los quilomicrones. insuficiencia de vitamina D3 se manifiesta con trastornos en En la sangre, la vitamina D3 se une a la proteína fijadora la mineralización y una reducción de la densidad ósea. Por de vitamina D y se transporta hacia el hígado. La primera lo tanto, los pacientes con nefropatías crónicas, en especial transformación se produce en el parénquima hepático y aquellos sometidos a hemodiálisis renal prolongada, con comprende la hidroxilación de la vitamina D3 para formar frecuencia reciben suplementos de vitamina D3 y calcio para 25-OH vitamina D3. Este compuesto se libera en el torrente evitar la alteración grave de la homeostasis cálcica producto sanguíneo y sufre una segunda hidroxilación en los túbulos del hiperparatiroidismo secundario, una complicación que pre- proximales del riñón para producir la 1,25-(OH)2 vitamina D3 valece en estos pacientes. La insuficiencia vitamina D3 en la (calcitriol), altamente activa. El proceso es regulado en forma niñez causa raquitismo, una enfermedad deformante de los indirecta por un aumento de la concentración plasmática de huesos causada por trastornos en la osificación. Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  Columna renal Vasos arcuatos 755 Pirámides OLC CAPÍTULO 20 Rayos cap medulares Hilio Vena renal ILC Cáliz menor Arteria Sistema urinario renal Corteza Pelvis renal Médula Uréter Corteza Váliz mayor FIGURA 20-1 ▲ Diagrama de la estructura del riñón. El dia- FIGURA 20-2 ▲ Fotomicrografía de la cápsula de un riñón hu- grama ilustra un riñón hemiseccionado que muestra su organización es- mano. Esta fotomicrografía de un corte teñido con Mallory-Azan muestra tructural. la cápsula (cap) y parte de la corteza subyacente. La capa externa de la ESTRUCTURA GENERAL DEL RIÑÓN cápsula (OLC ) está compuesta por tejido conjuntivo denso. Los fibroblastos en esta parte de la cápsula son relativamente escasos; sus núcleos apare- cen como siluetas estrechas, alargadas y rojizas contra el fondo azul que Cápsula corresponde a las fibras colágenas teñidas. La capa interna de la cápsula La superficie del riñón está cubierta por una cápsula de tejido (ILC) está compuesta por una gran cantidad de miofibroblastos, cuyos nú- conjuntivo. La cápsula está compuesta por dos capas bien defi- cleos aparecen como siluetas rojizas, redondeadas o alargadas, según su orientación dentro del corte. Se debe observar que las fibras colágenas en nidas: una capa externa de fibroblastos y fibras colágenas y una esta capa son bastante escasas y que los núcleos de los miofibroblastos son capa interna con un componente celular de miofibroblastos más abundantes que los núcleos de los fibroblastos de la capa externa de (fig. 20-2). La contractilidad de los miofibroblastos contribui- la cápsula. 180 ". ría a resistir las variaciones de volumen y presión que pueden acompañar variaciones de la función renal. Sin embargo, no se conoce su papel específico. La cápsula se introduce a la al- nefrona y contienen una red capilar singular denominada tura del hilio, donde forma el tejido conjuntivo que cubre el glomérulo. seno y se torna continuo con el tejido conjuntivo que forma El examen de un corte a través de la corteza en un án- las paredes de los cálices renales y la pelvis renal (v. fig. 20-1). gulo perpendicular a la superficie del riñón, permite obser- Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas Corteza y médula El examen a simple vista del corte de un riñón fresco hemi- var una serie de estriaciones verticales que parecen emanar desde la médula (v. fig. 20-1). Estas estriaciones son los ra- dios o rayos medulares (de Ferrein). Su nombre alude a seccionado permite observar que su sustancia está dividida en su aspecto, ya que las estriaciones parecen emanar desde la dos regiones diferentes: médula. Desde la médula hacia la corteza se proyectan unos Corteza, que es la parte externa pardo rojiza. 400 a 500 rayos medulares. Médula, que es la parte interna mucho más pálida. Cada rayo medular es una aglomeración de túbulos rectos El color observado en la superficie del corte del riñón no y conductos colectores. fijado es un reflejo de la distribución de la sangre dentro del Cada rayo medular contiene túbulos rectos de las nefro- órgano. Entre el 90 % y el 95 %, aproximadamente, de la san- nas y conductos colectores. Las regiones que hay entre gre que pasa a través del riñón está en la corteza y sólo entre el los rayos medulares contienen los corpúsculos renales, los tú- 5 % y el 10 % está en la médula. bulos contorneados de las nefronas y los túbulos colectores. La corteza se caracteriza por la presencia de corpúsculos Estas regiones se denominan laberintos corticales. Cada renales y sus túbulos asociados. nefrona y su túbulo conector (que se comunica con un conducto colector en el rayo medular) forman el túbulo uri- La corteza está compuesta por corpúsculos renales junto nífero. con los túbulos contorneados y los túbulos rectos de la nefrona, los túbulos conectores, los conductos co- La médula se caracteriza por túbulos rectos, conductos co- lectores y una red vascular extensa. La nefrona es la uni- lectores y una red capilar especial, los vasos rectos. dad funcional básica del riñón que se describe más adelante. Los túbulos rectos de las nefronas y los conductos co- Los corpúsculos renales son estructuras esféricas apenas vi- lectores continúan desde la corteza hacia la médula. Están sibles a simple vista. Constituyen el segmento inicial de la acompañados por una red capilar, los vasos rectos, que Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  transcurren en disposición paralela a los diferentes túbulos. pirámides, pero su número puede alcanzar hasta 18. Las bases Estos vasos conforman la parte vascular del sistema inter- de las pirámides están enfrentadas a la corteza, y sus vértices 756 cambiador de contracorriente que regula la concentra- apuntan al seno renal. El vértice de cada pirámide, conocido ción de la orina. como papila, se proyecta hacia un cáliz menor, una estruc- Los túbulos de la médula, debido a su distribución tura con forma de copa que corresponde a una extensión de la E S T RU CT U RA G E N E RA L D E L R I Ñ Ó N y sus diferentes longitudes, en conjunto forman una gran pelvis renal. El extremo de la papila, también conocido como cantidad de estructuras cónicas denominadas pirámides área cribosa, está perforado por los orificios de desembo- (fig. 20-3). A menudo el riñón humano presenta entre 8 y 12 cadura de los conductos colectores (v. fig. 20-4). Los cálices menores son ramificaciones de dos o tres cálices mayores Cápsula que a su vez son las divisiones principales de la pelvis renal 9 8 (v. fig. 20-1). Cada pirámide está dividida en una médula externa (contigua a la corteza) y una médula interna. La médula 7 9* 1 externa se subdivide a su vez en una franja interna y una franja externa. Estas zonas y franjas se reconocen con faci- lidad en los cortes sagitales de las pirámides de especímenes 8 frescos. Son un reflejo de la ubicación de diferentes partes de Corteza la nefrona en diferentes alturas específicas dentro de las pirá- 1 10 2 mides renales (v. fig. 20-3). 3 Las columnas renales corresponden a tejido cortical ubi- cado dentro de la médula. Rayo medular Los casquetes de tejido cortical que se ubican sobre las pirámi- Sistema urinario 2 des tienen la extensión suficiente para rodear periféricamente 11 3 las caras laterales de la pirámide y así formar las columnas Franja externa renales (de Bertin). Si bien las columnas renales contienen 6 los mismos componentes que el resto del tejido cortical, se Médula 6 consideran una parte de la médula. En efecto, la cantidad de externa 4 tejido cortical es tan extensa que “se derrama” por los lados de Franja interna la pirámide, como si fuera una gran bocha de helado sobre un cucurucho o barquillo cónico que sobresale y cubre parte de 5 la superficie lateral. 4 Lóbulos y lobulillos renales CAPÍTULO 20 La cantidad de lóbulos en el riñón es igual a la cantidad de pirámides medulares. Médula Cada pirámide medular y el tejido cortical asociado con 12 su base y sus lados (la mitad de cada columna renal contigua) interna Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas constituyen un lóbulo del riñón. La organización lobular del riñón es conspicua en el feto en desarrollo (fig. 20-5). Cada lóbulo se ve como una convexidad en la superficie externa del órgano que suele desaparecer después del nacimiento. Sin embargo, las convexidades superficiales típicas del riñón fetal pueden persistir hasta la adolescencia y, en algunos casos, Papila hasta la madurez. Cada riñón humano contiene de 8 a 18 ló- bulos. Los riñones de algunos animales poseen una sola pirá- FIGURA 20-3 ▲ Diagrama que muestra la nomenclatura están- dar para las estructuras del riñón. Los dos tipos de nefronas en el riñón mide. Estos riñones se clasifican como unilobulares, a diferen- se muestran con sus sistemas de conductos asociados. Una nefrona de asa cia del riñón multilobular de los seres humanos. larga se muestra a la izquierda, y una nefrona de asa corta, a la derecha. Se Un lóbulo está compuesto por un conducto colector y todas indican las posiciones relativas de la corteza, la médula, la papila y la cáp- sula (no están ilustradas en escala). La región en la corteza con forma de las nefronas que drena. cono invertido es un rayo medular. Las partes de la nefrona se indican con Los lóbulos del riñón se subdividen adicionalmente en lo- números: 1, corpúsculo renal, incluso el glomérulo y la cápsula de Bowman; bulillos compuestos por un rayo medular central y el tejido 2, túbulo contorneado proximal; 3, túbulo recto proximal; 4, rama delgada descendente; 5, rama delgada ascendente; 6, rama gruesa ascendente (tú- cortical circundante (fig. 20-6 y lámina 75, pág. 788). Si bien bulo recto distal); 7, mácula densa localizada en la porción final de la rama el centro o eje del lobulillo se identifica con facilidad, los lími- gruesa ascendente; 8, túbulo contorneado distal; 9, túbulo conector; 9*, tes entre los lóbulos contiguos no están claramente delineados túbulo de conexión de la nefrona yuxtamedular que forma un arco (túbulo por tabiques de tejido conjuntivo. El concepto del lobulillo conector arqueado); 10, conducto colector cortical; 11, conducto colector tiene un fundamento fisiológico importante; el rayo medular medular externo y 12, conducto colector medular interno (Modificado de Kriz W, Bankir L. A standard nomenclature for structures of the kidney. The que contiene el conducto colector de un grupo de nefronas Renal Commission of the International Union of Physiological Sciences que drenan en él, constituye la unidad secretora renal. Es el (IUPS). Kidney Int 1988;33:1–7.) equivalente de un lobulillo o unidad de secretora glandular. Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  757 CAPÍTULO 20 a Sistema urinario b ESTRUCTURA GENERAL DEL RIÑÓN FIGURA 20-4 ▲ Papila y cáliz renales. a. Esta fotomicrografía electrónica de barrido muestra la estructura cónica que corresponde a la papila renal, que se proyecta dentro del cáliz renal. El vértice de la papila contiene orificios (flechas) de desembocadura de los conductos colectores (de Bellini). Estos conductos llevan la orina desde las pirámides hacia los cálices menores. La superficie de la papila que contiene los orificios se denomina área cribosa. 24 " (gentileza del Dr. C. Craig Tisher). b. Fotomicrografía de un corte de la papila teñido con H&E, que muestra la porción distal de los conductos colec- tores que se abren en el cáliz menor. 120 ". La nefrona La nefrona es la unidad estructural y funcional del riñón. La nefrona es la unidad estructural y funcional fundamental del riñón (v. fig. 20-3). Ambos riñones humanos contienen al- rededor de 2 millones de nefronas. Las nefronas son responsa- Lóbulo renal bles de la producción de orina y son el equivalente de la porción secretora de otras glándulas. Los conductos colectores tienen a Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas su cargo la concentración definitiva de la orina y son análogos de los conductos de las glándulas exocrinas que modifican la concentración del producto de secreción. A diferencia de lo que ocurre con la glándula exocrina típica, en la cual las porcio- nes secretora y excretora se originan a partir de un solo brote epitelial, las nefronas y sus conductos colectores se originan a Cáliz partir de primordios diferentes y recién después se conectan. menor Organización general de la nefrona La nefrona está compuesta por el corpúsculo renal y un sis- tema de túbulos. Corteza Médula Como ya se mencionó, el corpúsculo renal constituye el inicio de la nefrona. Está formado por el glomérulo, que es un ovillo de capilares compuesto por 10 a 20 asas capila- res, rodeado por una estructura epitelial bilaminar, la cápsula renal o cápsula de Bowman. La cápsula de Bowman es la porción inicial de la nefrona, donde la sangre que fluye a FIGURA 20-5 ▲ Fotomicrografía de un riñón fetal. Esta foto- través de los capilares glomerulares se filtra para producir el micrografía de un corte de riñón fetal humano teñido con H&E muestra ultrafiltrado glomerular. Los capilares glomerulares son la corteza, la médula y dos pirámides asociadas. Cabe notar que cada convexidad de la superficie corresponde a un lóbulo renal. Después del irrigados por una arteriola aferente y son drenados por nacimiento, las convexidades lobulares desaparecen y el riñón entonces una arteriola eferente que después se ramifica para formar adquiere una superficie lisa. 30 ". una nueva red de capilares que irriga los túbulos renales. El Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  Cápsula 758 Región vista con más aumento a la derecha Pirámide E S T RU CT U RA G E N E RA L D E L R I Ñ Ó N Glomérulo Túbulo Corteza contorneado proximal Columna Pelvis renal Corteza renal Mácula densa Túbulo contorneado distal Uréter Rayos Conducto colector medulares cortical Rayo medular (contiene sólo túbulos rectos) Sistema urinario Conducto colector medular interno Ramas Rayos ascendente medulares y descendente del asa de Henle Conducto colector Médula medular externo CAPÍTULO 20 Conducto papilar (de Bellini) Laberinto Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas cortical Papila renal FIGURA 20-6 ▲ Diagramas y fotomicrografía de un riñón humano adulto. El diagrama arriba a la izquierda corresponde a un riñón humano adulto hemiseccionado, incluido con fines de orientación. El diagrama a la derecha representa una porción aumentada que muestra la relación de dos nefronas y sus túbulos y conductos con la corteza y la médula. La nefrona superior, una nefrona mediocortical, se extiende sólo por una corta distancia dentro de la médula y posee un segmento corto y delgado en el asa de Henle. La nefrona inferior, una nefrona yuxtamedular, posee un asa de Henle larga que se extiende con profundidad dentro de la médula. Ambas nefronas desembocan en los conductos colectores corticales del rayo medular. La fotomi- crografía muestra un corte de la corteza. Está organizada en una serie de rayos medulares que contienen túbulos rectos y conductos colectores corticales, y entre ellos, los laberintos corticales que contienen los corpúsculos renales y sus túbulos contorneados distales y proximales asociados. Un lóbulo renal está compuesto por un rayo medular en su centro y la mitad del laberinto cortical contiguo de cada lado. 60 ". sitio donde la arteriola aferente entra y la arteriola eferente Segmento delgado, que constituye la parte delgada sale a través de la capa parietal de la cápsula de Bowman, se del asa de Henle denomina polo vascular. En el lado opuesto a este sitio se Segmento grueso distal, compuesto por el túbulo encuentra el polo urinario del corpúsculo renal, donde se recto distal (pars recta) y el túbulo contorneado distal (pars inicia el túbulo contorneado proximal (fig. 20-7). convoluta) A continuación de la cápsula de Bowman, las partes res- El túbulo contorneado distal se comunica con el con- tantes de la nefrona (partes tubulares) son las siguientes: ducto colector cortical, con frecuencia a través de un tú- Segmento grueso proximal, compuesto por el túbulo bulo conector, para formar así el túbulo urinífero (es decir, la contorneado proximal (pars convoluta) y el túbulo recto nefrona más el conducto colector; v. fig. 20-3). El conducto proximal (pars recta) colector cortical continúa en la médula como el conducto Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  Células Túbulo contorneado distal de músculo liso 759 Células de mácula densa CAPÍTULO 20 Arteriola aferente Células Arteriola yuxtaglomerulares eferente Células Mácula densa Prolongaciones Polo vascular pédicas (pedicelos) mesangiales de los podocitos extraglomerulares Sistema urinario Podocito Células mesangiales Capilares glomerulares Espacio urinario Membrana basal Polo urinario b Células epiteliales glomerular parietales de la ESTRUCTURA GENERAL DEL RIÑÓN cápsula de Bowman Lámina basal Túbulo contorneado proximal a FIGURA 20-7 ▲ Estructura del corpúsculo renal. a. Representación esquemática de la organización del corpúsculo renal y las estructuras aso- ciadas en los polos urinario y vascular. Las células mesangiales están asociadas con el endotelio capilar del glomérulo y la membrana basal glomerular. Las células de la mácula densa del túbulo distal se muestran estrechamente asociadas con las células yuxtaglomerulares de la arteriola aferente y las células mesangiales extraglomerulares. (Modificado de Kriz W, Sakai T. Morphological aspects of glomerular function. En: Nephpapelogy: Proceedings of the Tenth International Congress of Nephpapelogy. London: Bailliere-Tindall, 1987.) b. Fotomicrografía de un corte teñido con H&E que muestra un corpúsculo renal. La mácula densa se ve en estrecha proximidad al polo vascular. 160 ". colector medular y drena en la papila de la pirámide renal. Túbulo recto proximal, comúnmente denominado En la nomenclatura clínica, el conducto colector cortical, el rama descendente gruesa del asa de Henle, que desciende Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas conducto colector medular y, a veces, el túbulo conector, en conjunto se denominan túbulo colector, que pone de re- hacia la médula. Rama descendente delgada, es la continuación del lieve el hecho de que este segmento emerge de la confluencia túbulo recto proximal dentro de la médula. Describe una de muchas nefronas. Para mayor claridad, el término “túbulo curva en U o asa y regresa hacia la corteza. colector” no se utilizará en este capítulo puesto que se puede Rama ascendente delgada es la continuación de la confundir con facilidad con “túbulo conector” y no define rama descendente delgada después de describir su asa. con precisión la ubicación cortical frente a la ubicación me- Túbulo recto distal, también denominado rama ascen- dular del segmento descrito. dente gruesa del asa de Henle, que es la continuación de la rama ascendente delgada. El túbulo recto distal asciende Túbulos de la nefrona a través de la médula e ingresa a la corteza en el rayo me- Los segmentos tubulares de la nefrona se designan según dular para alcanzar la proximidad del corpúsculo renal de el trayecto que adoptan (contorneado o recto), según su origen. El túbulo recto distal abandona entonces el rayo ubicación (proximal o distal) y según el espesor de su pared medular y entra en contacto con el polo vascular de su cor- (grueso o delgado). púsculo renal de origen. En este sitio, las células epiteliales del túbulo contiguo a la arteriola aferente del glomérulo A partir de la cápsula de Bowman, los segmentos secuenciales se modifican para formar la mácula densa. Después el de la nefrona consisten en los siguientes túbulos: túbulo distal abandona la región del corpúsculo y se con- Túbulo contorneado proximal, se origina en el polo vierte en el túbulo contorneado distal. urinario de la cápsula de Bowman. Sigue un curso muy Túbulo contorneado distal, que es menos tortuoso tortuoso o contorneado y después ingresa en el rayo me- que el túbulo contorneado proximal; por consiguiente, dular para continuar como túbulo recto proximal. en un corte del laberinto cortical, hay menos siluetas de Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  túbulos distales que siluetas de túbulos proximales. En su parte. Las ramas delgadas ascendente y descendente del asa de parte final, el túbulo contorneado distal desemboca en un Henle siempre están ubicadas en la médula. Por consiguiente, 760 conducto colector cortical de un rayo medular a través del la distribución de las nefronas (y los conductos colectores cor- túbulo conector arqueado o de un túbulo más corto, ticales) es la razón del aspecto característico de la superficie de simplemente llamado túbulo conector. corte del riñón, como puede verse en la figura 20-6. E S T RU CT U RA G E N E RA L D E L R I Ñ Ó N El asa de Henle forma la totalidad de la porción en forma de Aparato de filtración del riñón U de la nefrona. El corpúsculo renal contiene el aparato de filtración del El túbulo recto proximal, la rama descendente delgada con riñón, que está compuesto por el endotelio glomerular, la su asa, la rama ascendente delgada y el túbulo recto distal membrana basal glomerular subyacente y la capa visceral en conjunto se denominan asa de Henle. En algunas ne- de la cápsula de Bowman. fronas, los segmentos delgados ascendente y descendente son El corpúsculo renal es esferoidal y tiene un diámetro de extremadamente cortos; por consiguiente, el asa puede estar 200 $m en promedio. Está compuesto por un ovillo capilar formada por el túbulo recto distal. glomerular y las hojas epiteliales visceral y parietal de la cáp- sula de Bowman circundante (fig. 20-8). El aparato de filtra- Tipos de nefronas ción, también llamado barrera de filtración glomerular, Según la localización de los corpúsculos renales en la corteza, está encerrado por la hoja parietal de la cápsula de Bowman y se identifican varios tipos de nefronas (v. fig. 20-3): tiene tres componentes diferentes: Nefronas subcapsulares o nefronas corticales, que Endotelio de los capilares glomerulares, que posee presentan sus corpúsculos en la parte externa de la cor- numerosas fenestraciones (fig. 20-9). Estas fenestraciones teza. Éstas tienen asas de Henle cortas, que se extienden son más grandes (de 70 nm a 90 nm de diámetro), más sólo hasta la médula externa. Son las nefronas típicas ya numerosas y más irregulares que las fenestraciones de otros Sistema urinario comentadas en las que el asa ocurre a la altura del túbulo capilares. Además, el diafragma que abarca las fenestracio- recto distal. nes en otros capilares falta en los capilares glomerulares. Nefronas yuxtamedulares que representan más o Las células endoteliales de los capilares glomerulares po- menos un octavo de la cantidad total de nefronas. Sus seen una gran cantidad de conductos acuosos de acuapo- corpúsculos renales se encuentran cercanos a la base de rina 1(AQP-1) que permiten el desplazamiento rápido una pirámide medular. Presentan asas de Henle largas y del agua a través del epitelio. Los productos de secreción segmentos delgados ascendentes largos que se extienden de las células endoteliales, como el óxido nítrico (NO) profundamente en la región interna de la pirámide. Estas o las prostaglandinas (PGE2), desempeñan un papel características estructurales son esenciales para el meca- importante en la patogénesis de varias glomerulopatías nismo de concentración de la orina, que se describe más trombóticas. CAPÍTULO 20 adelante. Membrana basal glomerular (MBG), una lámina Nefronas intermedias o nefronas mediocorticales basal gruesa (de 300 nm a 370 nm) que es el producto conjunto del endotelio y los podocitos, que son las células presentan sus corpúsculos renales en la región media de la corteza. Sus asas de Henle son de una longitud intermedia. de la hoja visceral de la cápsula de Bowman. Debido a su espesor, es prominente en los cortes histológicos teñi- Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas dos con la técnica de PAS (ácido peryódico-reactivo de Conductos colectores Schiff) (v. fig. 1-2, pág. 6). La MBG está compuesta por Los conductos colectores corticales comienzan en la una red de colágeno tipo IV (sobre todo cadenas !3, corteza a partir de la confluencia de túbulos conectores o !4 y !5), laminina, nidógeno y entactina, junto con túbulos conectores arqueados de muchas nefronas y si- proteoglucanos heparina sulfato, como la agrina y guen dentro de los rayos medulares hacia la médula. Cuando el perlecano, así como también glucoproteínas mul- los conductos colectores corticales alcanzan la médula, se co- tiadhesivas (v. pág. 203). La MBG puede también verse nocen como conductos colectores medulares internos mediante la aplicación técnicas de inmunofluorescencia, o externos. Estos conductos continúan su trayecto hacia el que utilizan anticuerpos contra una cadena ! específica vértice de la pirámide, donde confluyen en conductos colec- del colágeno tipo IV (fig. 20-10). La mutación del gen tores más grandes (hasta 200 $m) denominados conductos que codifica la cadena !5 del colágeno tipo IV da papilares (conductos de Bellini) que desembocan en un origen al síndrome de Alport (glomerulonefritis cáliz menor (v. fig. 20-4). La región de la papila que contiene hereditaria), que se manifiesta con hematuria (presen- llos orificios de desembocadura de estos conductos colectores cia de eritrocitos en la orina); proteinuria (presencia de se denomina área cribosa. una cantidad importante de proteína en la orina); e in- En resumen, el aspecto macroscópico del parénquima suficiencia renal progresiva. En el síndrome de Alport, la renal es el reflejo de la estructura de la nefrona. El corpúsculo MBG sufre un engrosamiento irregular con laminación renal y los túbulos contorneados proximal y distal se ubican de la lámina densa y no puede actuar como barrera de en los laberintos corticales y conforman su sustancia. Las filtración eficaz. El colágeno tipo IV también es el blanco porciones de los túbulos recto proximal y distal y las ramas de las enfermedades autoinmunitarias como el síndrome delgadas ascendente y descendente del asa de Henle en la cor- de Goodpasture y la enfermedad postrasplante de teza, se ubican en los rayos medulares y forman su mayor Alport. Ambas enfermedades se caracterizan por autoan- Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  MBG Células epiteliales Hoja parietal de la parietales 2i Membrana basal cápsula de Bowman glomerular Lámina basal 761 Células endoteliales CAPÍTULO 20 con fenestraciones Ultrafiltrado Ranura de filtración Sistema urinario Pedicelo del podocito 3 : Podocito Espacio subpodocítico Capa Sangre superficial del endotelio Espacio urinario I 1 Capilar glomerular ESTRUCTURA GENERAL DEL RIÑÓN FIGURA 20-8 ▲ Representación esquemática de la barrera de filtración. La flecha indica el movimiento del líquido plasmático a través de la barrera de filtración glomerular, que forma el ultrafiltrado glomerular (orina primaria) que se acumula en el espacio urinario de la cápsula de Bowman. Se deben observar las capas de la barrera de filtración que incluyen las células endoteliales glomerulares fenestradas, la membrana basal glomerular y los podocitos con diafragmas de ranuras de filtración que se encuentran entre los pedicelos de los podocitos. Además, en este diagrama se muestran la capa superficial glucoproteica del endotelio y el espacio subpodocítico. ticuerpos que atacan la MBG y causan una glomerulo- de la nefrona en desarrollo mediante la invaginación del nefritis de progresión rápida (v. cuadro 20-2). extremo del túbulo para formar un cáliz epitelial bilami- ear Hoja visceral de la cápsula de Bowman, que con- nar. La capa celular interna (es decir, la capa celular vis- Aisele tiene células especializadas denominadas podocitos o células epiteliales viscerales. Estas células emiten sus evaginaciones alrededor de los capilares glomerulares (fig. 20-11 y lámina 76, pág. 790). Los podocitos surgen Membrana basal glomerular durante la embriogénesis de uno de los extremos ciegos Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas Luz del capilar FIGURA 20-10 ▲ Membrana basal glomerular de un riñón hu- mano teñida con inmunofluorescencia. La membrana basal glomerular FIGURA 20-9 ▲ Fotomicrografía electrónica de barrido de la (MBG) está compuesta por cinco (!1 a !5) de las seis cadenas de colágeno superficie interna de un capilar glomerular. La pared del capilar mues- tipo IV. Esta fotomicrografía con gran aumento de la MBG dentro del glo- tra crestas horizontales formadas por el citoplasma de la célula endotelial. mérulo del riñón se obtuvo mediante el uso de anticuerpos monoclonales En el resto de la superficie, se observan fenestraciones abundantes que se primarios contra la cadena α1 de moléculas de colágeno tipo IV,que se tor- ven como siluetas redondeadas y ovales oscuras. 5 600 ".(gentileza del Dr. naron visibles mediante un anticuerpo secundario conjugado con fluores- C. Craig Tisher). ceína, un colorante fluorescente. 1 200 " (gentileza del Dr. L. Barisoni). Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  Correlación clínica: glomerulonefritis inducida por 762 CUADRO 20-2 anticuerpos antimembrana basal glomerular; síndrome de Goodpasture E S T RU CT U RA G E N E RA L D E L R I Ñ Ó N Como ya se comentó en la sección sobre el armado de la La fibrina, a su vez, estimula la proliferación de las células lámina basal (v. cap. 5), el principal componente estructural parietales que revisten la cápsula de Bowman y atraen mo- de cualquier membrana basal, incluida la membrana basal nocitos desde la circulación. El producto de estas reacciones glomerular (MBG), es la molécula de colágeno tipo IV. Su con frecuencia se observa dentro del glomérulo como una estructura central está compuesta por tres monómeros de semiluna, una característica microscópica distintiva de la cadena !, cada uno correspondiente a uno o más de los seis glomerulonefritis (fig. C20-2-1). La mayoría de los pacientes tipos de cadenas ! conocidos para el colágeno tipo IV afectados por el síndrome de Goodpasture presentan una (v. tabla 6-2, pág. 175). Cada molécula posee tres dominios: glomerulonefritis con semilunas grave con concentraciones un dominio 7S aminoterminal, un dominio helicoidal colágeno elevadas temporales de anticuerpos anti-MBG circulantes. Es intermedio y un dominio NC1 no colágeno carboxiloterminal. muy probable que la formación de anticuerpos anti-MBG sea El conocimiento de la estructura molecular del colágeno desencadenada por virus, cánceres, agentes farmacológicos tipo IV es fundamental para entender la fisiopatología de las y compuestos químicos encontrados en pinturas, solventes y nefropatías glomerulares. Por ejemplo, una respuesta autoin- colorantes diversos. munitaria frente al dominio NC1 no colágeno de la cadena Las personas con síndrome de Goodpasture se presentan !3 del colágeno tipo IV (!3[IV]) en la MBG, es la causa del con signos y síntomas tanto respiratorios como urinarios. Las desarrollo de la glomerulonefritis inducida por anticuerpo manifestaciones clínicas comprenden disnea (sensación de anti-MBG. Este trastorno se caracteriza por el depósito lineal falta de aire), tos y expectoración sanguinolenta, así como he- de anticuerpos de inmunoglobulina G (IgG) en la MBG. En al- maturia (sangre en la orina), proteinuria (proteínas en la orina) gunas personas los anticuerpos anti-MBG pueden establecer y otros signos y síntomas de la insuficiencia renal progresiva. Sistema urinario una reacción cruzada con la membrana basal alveolar de los El objetivo terapéutico principal en el tratamiento del pulmones y producir el síndrome de Goodpasture. síndrome de Goodpasture es eliminar los anticuerpos El rasgo clínico de este síndrome es una glomerulonefritis patógenos circulantes de la sangre. Esto se logra mediante (inflamación de los glomérulos) rápidamente progresiva y una la plasmaféresis, en la cual se extrae el plasma sanguíneo hemorragia pulmonar debida a la destrucción de la barrera de la circulación y se reemplaza con líquido, proteínas o hematogaseosa. En respuesta al depósito de IgG en el glo- plasma de donante. Además, el tratamiento con fármacos mérulo, se activa el sistema del complemento y los leucocitos inmunosupresivos y corticoesteroides es beneficioso circulantes elaboran una gran variedad de proteasas que para impedir que el sistema inmunitario produzca los conducen a la destrucción de la MBG y el depósito de fibrina. autoanticuerpos patógenos. CAPÍTULO 20 Capilares glomerulares Capilares glomerulares Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas Semiluna Semiluna Espacio Lámina urinario basal a b FIGURA C20-2.1 ▲ Microfotografia de un glomérulo en el síndrome de Goodpasture. a. En esta muestra de biopsia renal teñida con la técnica tricrómica de Mallory, las moléculas de colágeno en la matriz mesangial y en los capilares glomerulares se tiñen de azul intenso. La tinción de color rojo brillante dentro del corpúsculo renal corresponde a la fibrina, que se filtró desde las asas capilares glomerulares hacia del espacio urinario. Se ha formado una semiluna celular (delimitada por la línea de puntos) por depósitos de fibrina infiltrada de macrófagos y células parietales de la cápsula de Bowman que han proliferado. El color azul claro que rodea al glomérulo es el reflejo de una reacción edematosa que contiene células mediadoras de reacciones inflamatorias. Cabe destacar la lámina basal de la hoja parietal de la cápsula de Bowman. 320 ". b. Esta imagen inmunofluorescente del corpúsculo renal muestra la membrana basal glomerular marcada con anticuerpos dirigidos contra la IgG humana y visualizada mediante el uso de anticuerpos secundarios conjugados con un colorante fluorescente. En el síndrome de Goodpasture, las IgG se unen al dominio NC1 del colágeno tipo IV (cadena α3) que se encuentra en la MBG. Se debe observar el espesor irregular de la MBG que rodea las asas capilares. El espacio restante está ocupado por la semiluna celular. 360 " (gentileza del Dr. Joseph P. Grande.) ceral) está yuxtapuesta a la red capilar, el glomérulo, que que se diferencian, los podocitos extienden evaginaciones se forma en este sitio. La capa externa de estas células, la alrededor de los capilares y desarrollan numerosas eva- capa parietal, forma las células planas de la cápsula de ginaciones secundarias denominadas pedicelos o eva- Bowman. El cáliz finalmente se cierra para formar la es- ginaciones pédicas. Los pedicelos se interdigitan con tructura esferoidal que contiene el glomérulo. A medida los pedicelos de los podocitos vecinos, un fenómeno que Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  C P 763 MC C MC CAPÍTULO 20 MC BC EC Sistema urinario C U P C EC U P ESTRUCTURA GENERAL DEL RIÑÓN U PTC BB C M P FIGURA 20-11 ▲ Fotomicrografía electrónica de transmisión de un glomérulo en la región del polo urinario. Las regiones nuclear y per- inuclear de las células endoteliales (EC) que revisten los capilares glomerulares (C) sobresalen dentro de la luz vascular. En la capa externa de los capilares se encuentran las evaginaciones de los podocitos (P). Por fuera de los podocitos se encuentra el espacio urinario (U). La cápsula de Bowman (BC) aparece a Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas la izquierda; a la altura de la línea de puntos se continúa (marcada por las puntas de flecha) con las células tubulares del túbulo contorneado proximal (PTC). Cabe notar la gran cantidad de mitocondrias (M) en la base de estas células y el borde en cepillo (BB) en el vértice que se proyecta hacia el espacio urinario. Se puede observar arriba a la derecha de la fotomicrografía los núcleos de tres células mesangiales contiguas (MC). 4 700 ". puede observarse con claridad con el microscopio electró- intercelular también contiene otras moléculas de adhesión, nico de barrido (MEB; fig. 20-12). Los espacios alargados como Neph-1, Neph-2, cadherina P, FAT1 y FAT2. El dia- entre los pedicelos interdigitados, denominados ranuras fragma de la ranura de filtración está firmemente anclado a de filtración, miden cerca de 40 nm de ancho y están numerosos filamentos de actina dentro de los pedicelos de los cubiertos por el diafragma de la ranura de filtración podocitos. ultradelgado que cierra la ranura de filtración un poco por Se ha descubierto que la regulación y el mantenimiento encima de la MBG (fig. 20-13, detalle). del citoesqueleto de actina de los podocitos son procesos de- La nefrina es una proteína estructural importante del dia- cisivos para la regulación del tamaño, permeabilidad y selec- fragma de la ranura de filtración. tividad de las ranuras de filtración. Las mutaciones del gen de la nefrina (NPHS1) están asociadas con el síndrome Estudios recientes del diafragma de la ranura de filtra- nefrótico congénito, una enfermedad que se caracteriza por ción han permitido dilucidar su compleja estructura proteica proteinuria masiva y edemas. que tiene una configuración laminar del tipo cremallera con una densidad central. Una proteína transmembrana, la ne- La capa endotelial superficial de los capilares glomerulares frina, es un componente estructural y funcional clave del dia- y el espacio subpodocítico también realizan una contribu- fragma de la ranura. Las moléculas de nefrina que emergen ción importante a la función glomerular general. desde los pedicelos opuestos interactúan en el centro de la ra- El aparato de filtración es una barrera semipermeable muy nura (interacciones homófilas) y forman una densidad central compleja, con propiedades que permiten un ritmo acelerado con poros en ambos lados (fig. 20-14). Esta lámina proteica de filtración de agua, el paso no restringido de moléculas pe- Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  764 E S T RU CT U RA G E N E RA L D E L R I Ñ Ó N a 1˚ 1˚ 2˚ Sistema urinario 2˚ podocito 1˚ CAPÍTULO 20 Centro de Estudiantes 2˚ de Ciencias Médicas b FIGURA 20-12 ▲ Fotomicrografía electrónica de barrido de un glomérulo. a. Esta imagen de poco aumento permite ver el trayecto tor- tuoso de los capilares glomerulares cubiertos por podocitos. 700 ". b. Un mayor aumento de la región incluída en el rectángulo en a. Se debe observar cómo el podocito y sus evaginaciones abrazan la pared capilar. Las evaginaciones primarias (1°) del podocito dan origen a las evaginaciones secundarias (2°) que a su vez originan los pedicelos. El espacio que hay entre los pedicelos interdigitados crea ranuras de filtración. 6 000 ". Recuadro. Este mayor aumento de la región contenida en el rectángulo permite ver las ranuras de filtración y muestra claramente que los pedicelos alternantes pertenecen a la prolongación secundaria de una célula; los pedicelos intermedios pertenecen a la célula contigua. 14 000 ". queñas y medianas y la exclusión casi total de las albúminas filtración glomerular. Sin embargo, otras dos capas impor- y otras proteínas séricas de tamaño mayor. Por consiguiente, tantes desde el punto de vista fisiológico se incluyen desde el aparato de filtración podría, describirse como una barrera hace poco como parte del aparato de filtración, a saber, la que posee dos capas celulares discontinuas, el endotelio de capa superficial del endotelio de los capilares glomerulares y los capilares glomerulares y la hoja visceral de la cáp- el espacio subpodocítico. sula de Bowman aplicada a cada lado de la capa extrace- Capa superficial del endotelio de los capilares glome- lular continua de la membrana basal glomerular. Estas rulares; está compuesta por una gruesa malla (de 200 nm tres capas tradicionalmente se han considerado la barrera de a 400 nm) que posee hidratos de carbono abundantes y Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas  765 CAPÍTULO 20 Capilar Podocito Membrana basal glomerular Sistema urinario Espacio subpodocítico Capilar Pedicelos ESTRUCTURA GENERAL DEL RIÑÓN FIGURA 20-13 ▲ Fotomicrografía electrónica de transmisión de un capilar glomerular y el podocito contiguo. Los pedicelos de los podocitos descansan en la lámina basal contigua al endotelio capilar y, en conjunto, los tres componentes, es decir, el endotelio capilar, la lámina basal y el podocito, forman un aparato de filtración. 5 600 ". Recuadro. Las flechas grandes señalan las fenestraciones en el endotelio. Al otro lado de la lámina basal se encuentran los pedicelos de los podocitos. Se debe notar el diafragma de la ranura de filtración (flechas pequeñas) entre los espacios de los pedicelos contiguos. 12 000 ". FAT1 y FAT2 Diafragma que está adherida a la superficie luminal de las células del Cadherina P endotelio glomerular. Contiene el glucocáliz, que está de lavanura formado por proteoglucanos de carga negativa unidos a Actinina α de fillracion. la membrana plasmática (como perlecano, sindecano y Espacio versicano) y asociados con cadenas laterales de glucosami- subpodocitico Pedicelo noglucanos (como heparán sulfato y condroitín sulfato) y proteínas periféricas de membrana. Las proteínas plasmáticas (p. ej., albúminas) adsorbidas desde la Centro de Estudiantes de Ciencias Médicas Filamentos sangre revisten la superficie luminal del glucocáliz. de actina Espacio subpodocítico, es un espacio estrecho entre los pedicelos con sus diafragmas de la ranura de filtra- MBG ción por un lado y el cuerpo celular de un podocito por el otro (v. fig. 20