Fisiología Renal
Anatomía
El riñón, un órgano vital con forma de judía, desempeña un papel crucial en la homeostasis corporal. Protegidos por las costillas, los riñones filtran los productos de desecho de la sangre y producen orina.
Diferencias entre sexos:
- En las mujeres, la uretra es más corta y actúa únicamente como conducto urinario.
- En los hombres, la uretra es más larga y funciona como conducto tanto urinario como reproductor.
Estructura del riñón:
- Cápsula renal: capa externa protectora.
- Corteza renal: capa debajo de la cápsula.
- Médula renal: capa interna que contiene las pirámides renales.
- Pirámides renales: estructuras cónicas donde se forma la orina.
- Cálices: recogen la orina de las pirámides renales.
- Pelvis renal: embudo que recoge la orina de los cálices.
- Uréter: conducto que transporta la orina desde la pelvis renal hasta la vejiga.
Vejiga:
- Órgano muscular hueco que almacena la orina.
- Compuesta de músculo liso, lo que le permite expandirse y contraerse.
- Músculo detrusor: músculo de la cúpula de la vejiga.
- Músculo trígono: músculo de la base de la vejiga, donde se encuentra la uretra.
Control nervioso de la micción:
- Sistema nervioso simpático (SNAS): retiene la orina. Relaja el músculo detrusor (receptores beta-adrenérgicos) y contrae el trígono (receptores alfa-adrenérgicos), cerrando la uretra.
Circulación Renal
La sangre llega al riñón a través de la arteria renal y sale por la vena renal. El uréter también entra y sale del riñón por el mismo punto, llamado hilio renal.
Flujo sanguíneo:
- Arteria renal
- Arterias segmentarias
- Arterias interlobulares
- Arterias arcuatas (o arciformes)
- Arterias interlobulillares
- Capilares glomerulares (filtración)
- Venas interlobulillares
- Venas arcuatas
- Venas interlobulares
- Venas segmentarias
- Vena renal
Nefrona
La nefrona es la unidad estructural y funcional del riñón, responsable de la formación de la orina. Cada riñón contiene millones de nefronas, que no se pueden regenerar.
Tipos de nefronas:
- Nefronas corticales (80%): ubicadas en la corteza renal.
- Nefronas yuxtamedulares (20%): ubicadas junto a la médula renal.
Partes de la nefrona:
- Corpúsculo renal:
- Glomérulo: red de capilares glomerulares donde se filtra la sangre.
- Cápsula de Bowman: estructura en forma de copa que rodea al glomérulo y recoge el filtrado.
- Túbulo renal:
- Túbulo contorneado proximal: reabsorbe la mayor parte del filtrado.
- Asa de Henle:
- Rama descendente: reabsorbe agua.
- Rama ascendente: reabsorbe iones.
- Túbulo contorneado distal: regula la reabsorción de agua e iones.
- Conducto colector: transporta la orina hacia los cálices.
Proceso de formación de la orina:
- Filtración: el plasma sanguíneo se filtra en el glomérulo.
- Reabsorción: las sustancias útiles se reabsorben del filtrado al torrente sanguíneo.
- Secreción: las sustancias de desecho adicionales se secretan del torrente sanguíneo al filtrado.
- Excreción: la orina, el producto final, se excreta del cuerpo.
Funciones del Riñón
Los riñones desempeñan varias funciones esenciales para mantener la homeostasis corporal:
- Excreción de productos de desecho: eliminan productos metabólicos de desecho, sustancias químicas extrañas, fármacos y metabolitos de hormonas.
- Regulación del equilibrio hídrico y electrolítico: mantienen el equilibrio de agua y electrolitos en el cuerpo, regulando la osmolaridad de la orina.
- Regulación de la presión arterial: regulan la presión arterial a largo plazo mediante la excreción de sodio y agua, y la secreción de sustancias vasoactivas como la renina.
- Regulación del equilibrio ácido-base: ayudan a mantener el pH sanguíneo mediante la excreción de ácidos y la regulación de sustancias amortiguadoras.
- Regulación de la producción de eritrocitos: secretan eritropoyetina (EPO), que estimula la producción de glóbulos rojos en la médula ósea.
- Regulación de la formación de vitamina D: convierten la vitamina D en su forma activa, esencial para la absorción de calcio.
- Síntesis de glucosa: sintetizan glucosa a partir de aminoácidos en situaciones de ayuno prolongado (gluconeogénesis).
Filtración Glomerular
La filtración glomerular es el primer paso en la formación de la orina. La sangre llega al glomérulo a través de la arteriola aferente y se filtra a través de los capilares glomerulares hacia la cápsula de Bowman.
Barreras de filtración:
- Endotelio capilar glomerular: fenestrado para permitir el paso de agua y solutos, pero no de células sanguíneas ni proteínas grandes.
- Membrana basal glomerular: capa acelular con carga negativa que repele las proteínas.
- Podocitos: células especializadas de la cápsula de Bowman con prolongaciones (pedicelos) que forman hendiduras de filtración.
Presión de filtración:
- Presión hidrostática capilar: favorece la filtración.
- Presión coloidosmótica capilar: se opone a la filtración.
- Presión hidrostática de la cápsula de Bowman: se opone a la filtración.
- Presión coloidosmótica de la cápsula de Bowman: favorece la filtración (normalmente despreciable).
Tasa de Filtración Glomerular (TFG):
- Volumen de líquido filtrado por unidad de tiempo.
- Depende de la presión de filtración y del coeficiente de filtración.
Flujo Sanguíneo Renal (FSR):
- Volumen de sangre que llega al glomérulo por unidad de tiempo.
- Regulado por mecanismos de autorregulación.
Aparato Yuxtaglomerular (AY)
Estructura que regula la TFG y el FSR. Se encuentra entre la arteriola aferente, la arteriola eferente y el túbulo contorneado distal.
Componentes:
- Células yuxtaglomerulares: células de la arteriola aferente que secretan renina.
- Mácula densa: células del túbulo contorneado distal que detectan cambios en la concentración de sodio.
Mecanismo de retroalimentación túbuloglomerular:
- Un aumento de la TFG provoca un aumento de la concentración de sodio en la mácula densa.
- La mácula densa libera sustancias vasoconstrictoras (adenosina) que contraen la arteriola aferente, disminuyendo la TFG.
Reabsorción Tubular
Proceso por el cual las sustancias del filtrado glomerular se reabsorben hacia la sangre. Ocurre en los túbulos renales.
Mecanismos de transporte:
- Transporte activo: requiere energía para mover sustancias contra su gradiente de concentración.
- Transporte pasivo: no requiere energía; las sustancias se mueven a favor de su gradiente de concentración.
Reabsorción en diferentes segmentos del túbulo renal:
- Túbulo contorneado proximal: reabsorbe la mayor parte del agua, sodio, glucosa, aminoácidos y otras sustancias.
- Asa de Henle:
- Rama descendente: reabsorbe agua.
- Rama ascendente: reabsorbe sodio, cloruro y potasio.
- Túbulo contorneado distal y conducto colector: reabsorción regulada de agua y sodio por hormonas como la aldosterona y la ADH.
Secreción
Proceso por el cual las sustancias se transportan desde la sangre hacia el filtrado tubular. Ocurre principalmente en el túbulo contorneado distal.
Sustancias secretadas:
- Iones de hidrógeno (H+)
- Iones de potasio (K+)
- Amonio (NH4+)
- Fármacos y toxinas
Manejo Renal de Iones
Los riñones regulan la excreción de iones para mantener el equilibrio electrolítico.
Sodio (Na+)
- Principal catión extracelular.
- Reabsorbido en todos los segmentos del túbulo renal, excepto en la rama descendente del asa de Henle.
- La aldosterona aumenta la reabsorción de sodio en el túbulo contorneado distal y el conducto colector.
Excreción
Eliminación de la orina del cuerpo.
Tasa de excreción = Tasa de filtración – Tasa de reabsorción + Tasa de secreción
Aclaramiento
Medida de la capacidad del riñón para eliminar una sustancia del plasma sanguíneo.
Aclaramiento = (Tasa de excreción de la sustancia) / (Concentración plasmática de la sustancia)
Aclaramiento de Inulina
- La inulina es una sustancia que se filtra libremente en el glomérulo, pero no se reabsorbe ni se secreta.
- Se utiliza para medir la TFG.
Aclaramiento de Creatinina
- La creatinina es un producto de desecho del metabolismo muscular.
- Se filtra libremente en el glomérulo y se secreta en pequeñas cantidades.
- Se utiliza como una medida aproximada de la TFG.
Sistema de Contracorriente
Mecanismo que permite a los riñones producir orina concentrada.
Manejo Renal de Urea
- La urea es un producto de desecho del metabolismo de las proteínas.
- Se filtra libremente en el glomérulo.
- Se reabsorbe en el túbulo contorneado proximal y se secreta en el asa de Henle.
- La ADH aumenta la permeabilidad a la urea en el conducto colector, lo que contribuye a la concentración de la orina.
Sistema Multiplicador de Contracorriente
- Crea un gradiente de concentración en el intersticio medular renal.
- Permite la reabsorción de agua en el conducto colector bajo la influencia de la ADH.
Balance Glomérulotubular
- Mecanismo que asegura que la reabsorción tubular se ajuste a los cambios en la TFG.
- Ayuda a mantener un volumen y una composición de líquidos corporales relativamente constantes.
Regulación Hormonal
Varias hormonas regulan la función renal:
- Hormona Antidiurética (ADH): aumenta la reabsorción de agua en el conducto colector, concentrando la orina.
- Aldosterona: aumenta la reabsorción de sodio y la secreción de potasio en el túbulo contorneado distal y el conducto colector.
- Angiotensina II: vasoconstrictor que aumenta la presión arterial y estimula la liberación de aldosterona.
- Péptido Natriurético Atrial (PNA): hormona que se libera en respuesta al estiramiento auricular; disminuye la reabsorción de sodio y agua, disminuyendo la presión arterial.