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Dr. Fernando D. Saraví ANATOMÍA RENAL Los riñones son órganos pares situados en la cavidad abdominal en situación retroperitoneal. Tienen forma de guisante, de 10 a 12 cm de largo, 5 a 6 cm de ancho máximo y 3 cm de espesor máximo. Cada riñón tiene una masa media de 150 g. Los riñones están rodeados de una cápsula delgada pero resistente al estiramiento y una capa de grasa perirrenal. El hilio renal, situado en la curvatura interna (cóncava) del riñón, es el sitio por el cual ingresa la arteria renal y egresan la vena renal, los linfáticos y el uréter (Fig. 1). En un corte longitudinal se aprecia una capa externa o corteza y una capa interna, la médula renal. La médula renal se subdivide en una porción externa y otra interna. Está formada por las pirámides, estructuras cónicas cuyo vértice, la papila, se abre hacia un espacio llamado pelvis renal, que se continúa con el uréter. El uréter transporta la orina desde la pelvis renal hacia la vejiga urinaria. La unidad funcional del riñón es la nefrona, una estructura tubular formada por epitelio, con el extremo ciego (llamado cápsula de Bowman) en la corteza y el otro extremo abierto a un túbulo colector, que drena en la pelvis renal. La cápsula de Bowman forma parte del corpúsculo renal, el sitio de ultrafiltración del plasma, que se describe en FILTRACIÓN GLOMERULAR. La cápsula tiene un epitelio parietal (externo) continuo, que se refleja en una capa visceral como células especializadas llamadas podocitos, provistos de múltiples extensiones citoplásmicas (pedicelos) que rodean los capilares glomerulares. En los corpúsculos renales hay además células mesangiales de origen mesenquimatoso, cuya apariencia es semejante a la de monocitos. Las células mesangiales poseen actividad contráctil y fagocítica. La nefrona se divide en una serie de porciones con diferentes propiedades funcionales, llamadas sucesivamente –desde la cápsula de Bowman hacia la papila – túbulo contorneado proximal, asa de Henle, túbulo contorneado distal y túbulo colector. Varias de estas porciones tienen subdivisiones, como se indica en la Fig 2. Existen dos tipos principales de nefronas. Las que poseen su cápsula de Bowman más próxima a la cápsula se llaman nefronas corticales y las que poseen la cápsula de Bowman cerca de la corteza se denominan nefronas yuxtamedulares (Fig. 3). Las nefronas corticales se subdividen a veces en superficiales y mesocorticales. Existe cerca de 1 millón de nefronas en cada riñón. El asa de Henle se orienta radialmente y penetra en la corteza. En las nefronas corticales superficiales, el asa de Henle es corta y está íntegramente situada en la capa medular externa, mientras que el asa de Henle de las nefronas yuxtamedulares es larga y desciende hasta la Organización del aparato urinario Fig. 1 Fig. 2 Posgrado-00 Sello Organización del aparato urinario Dr. Fernando D. Saraví 2 papila. Las nefronas mesocorticales pueden tener asas de Henle cortas o largas. IRRIGACIÓN RENAL La masa de ambos riñones equivale a 0.5 % de la masa corporal, pero reciben de 20 a 25% del gasto cardíaco. Cada arteria renal, rama de la aorta abdominal, se divide en arterias segmentarias, que se dirigen radialmente hacia la corteza y se ramifican originando las arterias interlobares, que se anastomosan entre sí como arterias arcuatas, de las cuales emanan las arterias interlobulares (también llamadas arterias radiales corticales). De estas arterias interlobulares surgen las arteriolas aferentes que irrigan cada corpúsculo renal. En el corpúsculo, la arteriola aferente se ramifica en una densa red capilar que está rodeada por la cápsula de Bowman y fue llamada por Marcello Malpighi glomérulo (latín glomerulus, ovillito o madeja). Es en este sitio que se produce la ultrafiltración del plasma. Los capilares glomerulares se reúnen en una arteriola eferente. Esta disposición, con dos arteriolas con una red capilar intercalada, es única del riñón. La arteriola eferente forma una segunda red capilar, los capilares peritubulares, que irrigan los túbulos de la corteza renal. Las arteriolas yuxtamedulares dan además ramas que descienden radialmente hacia las papilas, llamados vasos rectos. Los vasos rectos forman una red capilar en torno de las asas de Henle. Los capilares peritubulares y de los vasos rectos se reúnen nuevamente formando vénulas y venas, que siguiendo un recorrido inverso al de las arterias (excepto en los corpúsculos renales) desembocan en la vena renal. Los riñones también poseen vasos linfáticos que forman tres plexos: uno en el parénquima, otro subcapsular y un tercero en la grasa que rodea al riñón. Los plexos parenquimatoso y subcapsular convergen en vasos linfáticos que salen por el hilio y drenan en los ganglios aórticos laterales. INERVACIÓN RENAL El riñón recibe eferentes simpáticos que inervan los vasos intrarrenales, las células mesangiales, los túbulos contorneados y la porción gruesa de la rama ascendente del asa de Henle. Además de contribuir a la regulación del flujo sanguíneo renal, la inervación simpática estimula la liberación de renina y modifica la función tubular. La inervación aferente al sistema nervioso viaja por los nervios autónomos. Se trata de fibras amielínicas (C) y mielínicas delgadas (A δ) que proceden de mecanorreceptores que sensan la presión vascular y ureteral, y de quimiorreceptores localizados en el intersticio renal. Algunos mecanorreceptores son nociceptores responsables de la sensación dolorosa causada por la distension de la pelvis renal. Otros aferentes pueden originar reflejos intrarrenales o sistémicos. Los relevos de estos aferentes alcanzan el núcleo del tracto solitario y pueden modificar la descarga simpática y la secreción hipotalámica de vasopresina. Fig. 3 Organización del aparato urinario Dr. Fernando D. Saraví 3 FUNCIONES DE LOS RIÑONES Los riñones son considerados órganos excretores o emuntorios, lo cual es una noción correcta pero incompleta por dos razones. En primer lugar, la función excretora está cuidadosamente regulada de modo que tiende a mantener constante la composición del líquido extracelular. En segundo lugar, los riñones tienen varias funciones que no se relacionan directamente con su papel como órgano depurador. Las numerosas funciones renales pueden resumirse como sigue. 1. Regulación del equilibrio hidrosalino. El riñón es capaz de modificar la composición final de la orina producida de modo que, dentro de ciertos límites bastante amplios, elimina exactamente las cantidades de agua y de cada electrolito que se requiere para mantener constante la osmolaridad y composición de los líquidos corporales. La composición de la orina es muy variable, ya que la cantidad de cada sustancia excretada depende del aporte dietario o la producción metabólica. Por ejemplo, en término medio se elimina 1500 mL de agua por día, pero en condiciones de escasez de agua el volumen diario de orina puede reducirse a un tercio (500 mL), mientras que si se ingiere gran cantidad de agua el volumen diario puede alcanzar cerca de 20 L. 2. Excreción de desechos metabólicos. Diversos productos finales del metabolismo se forman de manera continua, carecen de valor para el cuerpo y pueden ser tóxicos si se acumulan. Muchos de estos desechos son eliminados en la orina. Por ej., la urea procedente de la desaminación de aminoácidos, el ácido úrico producido en la metabolización de las purinas, la creatinina procedente de la degradación de la creatina muscular, y el urobilinógeno procedente del metabolismo del grupo hemo (ver ERITROCATERESIS). 3. Excreción de hormonas. Aunque el hígado es el principal órgano de degradación de hormonas, diversas hormonas intactas y sus metabolitos se eliminan por la orina, al igual que otras sustancias endógenas con actividad biológica. 4. Excreción de fármacos.La mayoría de los fármacos que ingresan al organismo (como también contaminantes ambientales) se elimina por la orina intactos o previa biotransformación. Por esta razón, es a menudo necesario reducir las dosis a ser administradas a pacientes cuya función renal está reducida (el ajuste se realiza sobre la base de la magnitud de la FILTRACIÓN GLOMERULAR). 5. Regulación de la presión arterial. El riñón participa en la regulación de la presión arterial por múltiples mecanismos. Por una parte, por su papel directo en la excreción de sodio y agua, de los cuales depende el grado de repleción intravascular, y por otra parte porque es el principal productor de la enzima renina. La renina estimula la producción de angiotensina I, que tras convertirse en angiotensina II , tiene importantes efectos vasoconstrictores periféricos y estimulantes de la secreción de dos hormonas centrales para la regulación hidrosalina: aldosterona y vasopresina. 6. Regulación de la producción de 1,25 dihidroxivitamina D. La vitamina D tiene un papel fundamental en el metabolismo fosfocálcico (además de otras funciones). Su forma activa, 1,25 dihidroxivitamina D o calcitriol, es producida por una alfa-1 hidroxilasa renal. Fig. 4 Organización del aparato urinario Dr. Fernando D. Saraví 4 7. Regulación de la eritropoyesis. El riñón es la principal fuente de eritropoyetina, la hormona que regula la producción de eritrocitos. Uno de los problemas clínicos en pacientes con insuficiencia renal avanzada o anéfricos es precisamente una anemia que se debe en gran parte al déficit de eritropoyetina. 8. Gluconeogénesis. Durante el ayuno se requiere la generación de glucosa a partir de diversos sustratos no glúcidos (gluconeogénesis) con el objeto de mantener la glucemia dentro de límites normales, ya que la glucosa es un substrato indispensable para el cerebro. El principal órgano gluconeogénico es el hígado, pero aprox. 20 % del total de glucosa aportada a la sangre durante el ayuno proviene de la corteza renal. PROCESOS BÁSICOS EN LA FORMACIÓN DE ORINA La formación de orina depende de tres procesos que se combinan en grado variable para el agua y para cada soluto, para determinar la composición final: filtración, reabsorción y secreción (Fig. 4). Cerca de 20% del plasma que llega a los glomérulos se filtra. La composición del filtrado es similar a la del plasma, excepto que está virtualmente libre de proteínas. El agua y muchos de los solutos filtrados son reabsorbidos en alta proporción (Tabla 1). Se llama excreción fraccional a la proporción del filtrado que se excreta, expresada como porcentaje. Algunas sustancias, como ciertos metabolitos orgánicos y fármacos, se secretan hacia la luz tubular. Para algunas sustancias, como el ácido úrico, la excreción fraccional es el resultado del balance entre filtración glomerular, reabsorción y secreción tubulares. En la Fig. 5 se esquematiza el manejo renal de diversos solutos a lo largo de la nefrona. Los túbulos renales están formados por un epitelio simple, cuya altura varía a lo largo de la nefrona. Las células epiteliales están unidas entre sí por uniones adherentes. Las células epiteliales están funcionalmente polarizadas, lo que significa que las propiedades de transporte de la porción de membrana que da a la luz (apical) son diferentes de las de la porción de membrana que limita con el intersticio (basolateral). Las uniones adherentes constituyen la frontera entre ambas porciones de membrana (Fig. 6). Las sustancias pueden transferirse mediante mecanismos ya mencionados en TRANSPORTE PASIVO Y ACTIVO: difusión simple, difusión facilitada, transporte activo primario y transporte activo secundario. Las sustancias pueden pasar del túbulo al intersticio (o e las hendiduras entre las células, llamada vía paracelular por transporte convectivo o por diferencias de concentración y, en el caso de iones, por gradiente electroquímico Fig. 5 Organización del aparato urinario Dr. Fernando D. Saraví 5 si existe un diferencia de potencial entre la luz tubular y el intersticio. La vía paracelular es más importante en el túbulo proximal, cuyas uniones adherentes son relativamente permeables, pero también contribuye a la reabsorción de Ca2+ y Mg2+ en el segmento grueso de la rama ascendente del asa de Henle. El otro camino posible es a través de las células (via transcelular), lo que exige que la sustancia sea transferida a través de las membranas apical y basolateral. Las sustancias liposolubles pueden atravesar las membranas por difusión, pero las que no son liposolubles requieren mecanismos de transporte relativamente específicos, en general diferentes para la membrana apical y para la basolateral. La tasa de transporte tubular puede ser limitada tanto para el transporte difusional como para el mediado por transportadores. En la transferencia difusional la tasa de transporte está limitada por el gradiente máximo que puede crearse, el cual depende inversamente de la permeabilidad de la vía paracelular. En la transferencia mediada por transportadores, la limitación se debe a que éstos son saturables. La tasa de transporte cuando se alcanza la saturación se denomina transporte máximo (Tm). En el caso de sustancias que se reabsorben, la cantidad que excede el Tm es excretada en la orina. Para sustancias que se secretan, al superarse el Tm el excedente permanece en el plasma y el intersticio. En los siguientes segmentos se producen, de manera regulada hormonalmente, procesos selectivos de secreción y reabsorción de electrolitos y de reabsorción de agua, que determinarán la composición final de la orina. TRANSPORTE, ALMACENAMIENTO Y ELIMINACIÓN DE LA ORINA Desde los túbulos colectores, la orina ya formada drena hacia el sistema pielocalicial y circula por el tracto urinario (Fig. 7). La orina es transportada hacia la vejiga gracias a la contracción cíclica de los uréteres, comandada por marcapasos localizados en la pelvis renal. La vejiga es un órgano hueco que, cuando está relajado, permite almacenar la orina. Durante dicho almacenamiento, los esfínteres uretrales interno y externo permanecen contraídos. La vejiga y la uretra están bajo control nervioso, que permite en forma voluntaria el paso de la condición de almacenamiento a la condición de evacuación, por relajación de los esfínteres uretrales y contracción del músculo liso vesical (detrusor). Fig. 7 Fig. 6 Fig. 7
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