Sistema Renal

6.1 Generalidades del aparato renal. 6.1.1 Anatomía fisiológica del aparato renal.

6.2 Filtración glomerular flujo sanguíneo renal y su función. 6.2.1 Composición del filtrado glomerular.

6.3 Procesamiento tubular del filtrado glomerular. 6.3.1 Reabsorción y secreción tubular. 6.3.2 Regulación de la osmolaridad plasmática.

6.4 Regulación ácido-base. 6.4.1 Control renal del equilibrio acido base. 6.4.2 Sistemas amortiguadores del equilibrio acido- base.

6.5 Regulación hormonal del funcionamiento renal. (Sistema renina - angiotensina - aldosterona)

Contenido

Generalidades del aparato renal.

Anatomía fisiológica del aparato renal.

Aparato urinario

Riñones (Funciones)

eliminan materiales de desecho que

se haningerido o

producido el metabolismo

controlan el volumen

y composición

de los líquidos

corporales

Filtran el plasma y eliminan

sustancias del filtrado.

Aclaran sustancias no

deseadas excretándolas

a la orina mientras

devuelven las sustancias

necesarias a la sangre.

• Excreción de productos metabólicos de desecho.

• Regulación de los equilibrios hídrico y electrolítico.

• Regulación de la osmolalidad del líquido corporal y concentraciones de electrólitos.

• Regulación de la presión arterial y equilibrio acido-básico

• Secreción, metabolismo y excreción de hormonas.

• Gluconeogenia.

Riñón y sus Funciones homeostáticas

Son los principales medios de eliminación de los productos de desecho del metabolismo:

•Urea•Creatinina•Ácido úrico•metabolitos de hormonas.

Eliminan la mayoría de las toxinas y sustancias extrañas que el cuerpo produce o ingiere.

Riñones

Regulación de los equilibrios hídrico y electrolítico.

Para el mantenimiento de la homeostasis, la excreción de agua y electrólitos debe corresponderse de forma precisa con su ingreso.

Regulación del equilibrio acido-básico.

Regulación en la producción de eritrocitos

Síntesis de glucosa.A partir de aminoácidos.

Regulación de la presión arterial:

Anatomía fisiológica de los riñones

Localización: Se disponen en la pared posterior del abdomen,fuera de la cavidad peritoneal

Características:pesa 150 g y tiene el tamaño de un puño cerrado.Rodeado de una cápsula fibrosa

Si se cortan los riñones de arriba abajo se observan dos regiones:• corteza externa• Médula

La medula se divide en 8-10 masas de tejido llamadas pirámides renales

6.1.1 Anatomía fisiológica del aparato renal.

El riego sanguíneo de los dos riñones es del 22% del gasto cardíaco, o 1.100 ml/min.

La arteria renal entra en el riñón a través del hilio y se ramifica progresivamente hasta formar:

• arterias interlobulares• arterias arciformes• arterias radiales

Irrigación renal

La circulación renal tiene la particularidad de contar con dos lechos capilares:

• capilares glomerulares• Capilares peritubulares

Que ayudan a regular la presión hidrostática en los dos grupos de capilares

• Unidad funcional del riñón• Responsable de la purificación y filtración real de la sangre.

• Se compone de un corpúsculo renal y túbulo renal

Nefrona

Nefrona

Cada riñón en el ser humano contiene alrededor de 800.000 a 1.000.000 de nefronas, capaces de formar orina, contienen:

1) un penacho de capilares glomerulares ( Glomérulo) que filtra grandes cantidades de líquido desde la sangre

2) un túbulo largo en el que el líquido filtrado se convierte en orina en su camino a la pelvis del riñón

Diferencias regionales en la estructura de las nefronascorticales y yuxtamedulares

Cada nefrona tiene los mismos componente pero hay diferencias dependiendo de la profundidad a la que esté la nefrona dentro de la masa renal

nefronas corticales:

*Tienen asas de Henle cortas que penetran sólo una distancia corta en la médula.

*El sistema tubular está rodeado de una red de capilares peritubulares.

nefronas yuxtamedulares:*Tienen asas de Henle grandes que discurren hasta la médula.

Micción

Proceso mediante el cual la vejiga urinaria se vacía cuando está llena. Tiene dos fases:

Micción

la vejiga se llena progresivamente hasta que la tensión en sus paredes aumenta por encima de un umbral

Un reflejo nervioso, llamado reflejo

miccional vacía la vejiga o deseo de

orinar.

cámara de músculo liso compuesta de dos partes principales:

1) el cuerpo de la vejiga en la que se acumula la orina2) el cuello: extensión en forma de abanico que se conecta con la

uretra.

La parte inferior del cuello de la vejiga también se llama uretra posterior por su relación con la uretra.

la contracción del músculo detrusor es un paso importante en el vaciamiento de la vejiga.

Anatomía fisiológica de la vejiga

Transporte de orina desde riñón a uréteres y vejiga.

La orina fluye desde los conductos colectores hacia los cálices renales estira los cálices e incrementa su actividad de marcapasos intrínseca.

Inicia las contracciones peristálticas que se propagan forzando así la orina desde la pelvis renal hacia la vejiga.

En los adultos, los uréteres tienen normalmente de 25 a 35 cmde longitud.

Cuando no hay orina en la vejiga, la presión intravesical es de 0, pero cuando se han acumulado 30-50 ml de orina, la presión aumenta a 5-10 cm de agua.

están los incrementos agudos periódicos de la presión que duran desde unos segundos a más de 1 min.

Valores máximos de presión: 100 cm de agua.

Presiones máximas = ondas de micción en la cistometrografía.Se deben al reflejo miccional.

Llenado de la vejiga y tono de la pared vesical; la cistometrografía

Reflejo miccional

Una vez que producido pero no se ha vaciado la vejiga, los elementos nerviosos de este reflejo suelen permanecer en un estado de inhibición durante unos minutos.

A medida que la vejiga se llena más y más, los reflejos miccionalesson más y más frecuentes provocando otro reflejo de inhibición.

aumento rápido y

progresivo de la presión

período de presión

mantenida

retorno de la presión al tono

basal de la vejiga

El reflejo miccional es un solo ciclo:

6.2 Filtración glomerular

flujo sanguíneo renal y su función.

6.2 Filtración glomerular flujo sanguíneo renal y su función.

Formación de orina:

comienza cuando una gran cantidad de líquido que casi no dispone de proteínas se filtra desde los capilares glomerulares a la cápsula de Bowman.

=

-

+

Velocidad de la secreción urinaria

= Velocidad de filtración

- Velocidad de reabsorción

+ Velocidad de secreción

Cada uno de los procesos (filtrado glomerular, reabsorción y secreción tubular) está regulado de acuerdo con las necesidades del cuerpo.

Filtrado glomerular: 1er paso para la formación de orina

los capilares glomerulares son relativamente impermeables a las proteínas, de manera que el líquido filtrado carece prácticamente de proteínas y elementos celulares, incluidos los eritrocitos.

Composición del filtrado glomerular

Membrana capilar glomerular

La membrana capilar glomerular tiene 3 capas principales:

1) El endotelio del capilar 2) Una membrana basal, y 3) Una capa de células

epiteliales (podocitos)

La barrera de filtración glomerular filtra de modo selectivo las moléculas que se filtrarán basándose en su tamaño y en su carga eléctrica.

Sustancia Masa molecular Capacidad de filtración

Agua 18 1

Sodio 23 1

Glucosa 180 1

Insulina 5,500 1

Mioglobina 17,000 0.75

Albumina 69,000 0.005

Las moléculas grandes con carga negativa se filtran con menor facilidad que las moléculas con el mismo tamaño molecular y cargas positivas.

Determinantes del FG

El FG está determinado por:

La suma de las fuerzas hidrostática y coloidosmótica a través de la membrana glomerular.

El coeficiente de filtración capilar glomerular (Kf)

FG = Kf × Presión de filtración neta

Las fuerzas que intervienen en la presión de filtración neta son:

Fuerzas que favorecen la filtración (mmHg)

Presión hidrostática glomerular 60

Presión coloidosmótica en la cápsula de Bowman

0

Fuerzas que se oponen a la filtración (mmHg)

Presión hidrostática en la cápsula de Bowman 18

Presión coloidosmótica capilar glomerular 32

10

FG = Kf × (PG − PB − πG + πB)

Los cambios opuestos en los determinantes suelen aumentar el FG.

AP, presión arterial sistémica

Kf, coeficiente de filtración glomerular PB, presión hidrostática en la cápsula de Bowman

PG, presión hidrostática capilar glomerular

RA, resistencia arteriolar aferente

RE, resistencia arteriolar eferente πG, presión coloidosmótica de las proteínas plasmáticas en el capilar glomerular.

Flujo sanguíneo renal

El objetivo del flujo sanguíneo renal es aportar suficiente plasma para la elevada filtración glomerular necesaria para una regulación precisa de los volúmenes del líquido corporal y las concentraciones de solutos.

Flujo sanguíneo renal y consumo de oxígeno

Los riñones consumen normalmente el doble de oxígeno que el encéfalo, pero tienen casi siete veces más flujo sanguíneo.

Determinantes del flujo sanguíneo renal

El flujo sanguíneo renal está determinado por la diferencia entre las presiones hidrostáticas en la arteria renal y en la vena renal, dividido por la resistencia vascular total renal:

Presiones y resistencias vasculares aproximadas en lacirculación de un riñón normal

la resistencia vascular total a través de los riñones está determinada por la suma de las resistencias en segmentos vasculares individuales, incluidas las arterias, las arteriolas, los capilares y las venas

Control fisiológico de la filtración glomerular y del flujo sanguíneo renal

La fuerte activación de los nervios simpáticos renales puede contraer las arteriolas renales y reducir el flujo sanguíneo renal y el FG.

Control hormonal y por autacoides de la circulación renal

Autorregulación del FG y del flujo sanguíneo renal

Los riñones tienen mecanismos efectores para mantener el flujo sanguíneo renal y el FG relativamente constantes entre los 80 y 170 mmHg de presión arterial, un proceso llamado autorregulación.

La principal función de la autorregulación del flujo sanguíneo es mantener el reparto de oxígeno y nutrientes en valores normales y la extracción de los productos de desecho del metabolismo.

Autorregulación miógena del flujo sanguíneo renal y del FG

El mecanismo miógeno es la capacidad de cada vaso sanguíneo de resistirse al estiramiento durante el aumento de la presión arterial

6.3 Procesamiento tubular del filtrado glomerular.

6.3.1 Reabsorción y secreción tubular

La intensidad con la que se excretan diferentes sustancias en la orina representa la suma de tres procesos renales.

1) la filtración glomerular.

2) la reabsorción de sustancias de los túbulos renales hacia la sangre.

3) la secreción de sustancias desde la sangre hacia los túbulos renales.

Excreción = Filtración – Reabsorción + Secreción.

Da inicio cuando cierta cantidad de líquido que casi no contiene proteínas se filtra desde los

capilares glomerulares a la

capsula de Bowman.

Formación de la orina

La mayor parte de las sustancias que están en el plasma (excepto las proteínas), se filtran libremente.

La concentración de las sustancias en el filtrado glomerular de la cápsula de Bowman es casi la misma que en el plasma.

Cuando el filtrado abandona la capsula de

Bowman y pasa por los túbulos, es modificado por la

reabsorción de agua y solutos o

secreción de otras sustancias.

El manejo renal ocurre de 4 diferentes maneras donde varía el líquido filtrado.

El líquido filtra libre y directamente en los capilares glomerulares, de forma que su excreción es igual a la intensidad a la que filtra.

La creatinina es el líquido que tiene ese filtrado

La sustancia se filtra de forma libre pero se reabsorbe parcialmente de los túbulos hacia la sangre.

La excreción es menor que la filtración (E = F-R).

Suele ocurrir al consumo de electrolitos

No hay excreción de orina por la reabsorción que va hacia sangre de la sustancia, filtrada previamente en los capilares glomerulares.

Los aminoácidos y la glucosa intervienen en este mecanismo y permite su conservación.

Hay un filtrado libre que viene de los CG y no se reabsorbe, pero se secretan cantidades adicionales

desde la sangre capilar peritubular a los túbulos renales. E = F+S

Los ácidos orgánicos y bases, son eliminados por este mecanismo.

Para cada sustancia del plasma hay una combinación particular de filtración, reabsorción y secreción.

La intensidad con la que la sustancia se excreta en la orina depende de la intensidad relativa de estos tres procesos renales básicos.

Filtración Glomerular

Filtración de una parte del plasma que atraviesa una

membrana que separa la sangre de los capilares

glomerulares y la cápsula de Bowman.

El liquido filtrado se deposita en el

espacio de Bowman. De ahí pasa al túbulo

proximal

El filtrado glomerular está constituido por

agua y solutos de bajo peso molecular.

Cada proceso mencionado está regulado según las necesidades del cuerpo. Para la mayoría de las sustancias, la filtración y la reabsorción son muy intensas comparadas con la excreción.

Osmolaridad: Número de partículas osmóticamente activas en solución.

6.3.2Regulación de la Osmolaridad plasmática.

La osmolaridad se mantiene constante a pesar de las grandes variaciones en la

ingesta y excreción de agua y solutos, formados en su mayor parte de sales de Na+ (extracelular) y K+

(intracelular) que están en los espacios celulares.

El comportamiento osmótico es igual a comparación del mecanismo comúnmente conocido (presión osmótica).

La única excepción de este movimiento libre de moléculas de agua se halla en el control de la permeabilidad que ejerce la hormona antidiurética (ADH) de los mamíferos en la porción distal de la neurona.

Hormona antidiurética

Controla la concentración urinaria actuando como un sistema de retroalimentación que modifica la excreción de agua y no de los solutos.

La osmolaridad extracelular se mantiene por regulación de la ingesta y excreción de agua por los riñones, la cual está controlada por esta hormona.

Liberación de ADH

La neurohipofisis libera la ADH en respuesta a dos factores:

*la osmolaridad de plasma *El volumen del líquido extracelular.

Un estimulo para la liberación de esta hormona es la concentración de Na en el LCR.

¿Cómo se mantiene la regulación?

Es necesario que haya un balance con la ADH y entre la excreción de orina con la osmolaridad plasmática para mantener la regulación de agua y la concentración de Na+.

¿Qué pasa si baja la osmolaridad?

Si hay disminución de la osmolaridad por una gran ingesta de agua y la baja concentración de sodio en sangre, la secreción de ADH se inhibe y la excreción de la orina será diluida, causando hiponatremia.

La osmolaridad será normalizada después de la excreción.

¿Qué pasa si sube la osmolaridad?

Si hay una elevación, es causada por déficit de agua y aumento de concentración de sodio, hay un estimulo de sed y la liberación de ADH con lo cual se ingiere mayor cantidad de líquido y disminuye la perdida de agua, recuperando los niveles normales.

6.4 Regulación ácido-base.

Regulación ácido-base.

Ácidos: Moléculas que contienen átomos de hidrógeno que pueden liberar iones hidrógeno en una solución.

Base: Ion o molécula que puede aceptar un H+.

Proteína hemoglobinaLas proteínas funcionan como bases ya que algunos de los aminoácidos que las forman tienen cargas negativas que aceptan H+.

Concentración de H+

La concentración de iones H+ en la sangre se mantiene dentro de límites estrechos, alrededor de 0,00004 mEq/l (40 nEq/l). Las variaciones normales son sólo de unos 3 a 5 nEq/l.

Controlan el equilibrio ácido-básico excretando orina ácida o básica.

*Orina ácida: reduce la cantidad de ácido en el líquido extracelular. *Orina básica: elimina bases de este líquido extracelular.

Riñones

6.4.1 Control renal del equilibrio ácido-básico

*En ellos se filtran grandes cantidades de HCO3–, y si pasan a la orina se extraen bases de la sangre.

*Las células epiteliales de los túbulos secretan hacia las luces tubulares grandes cantidades de H+, lo que elimina ácido de la sangre. Si se secretan más H+ que de HCO3 –, se producirá una pérdida neta de ácidos en los líquidos extracelulares. Por el contrario, si se filtra más HCO3– que H+, la pérdida neta será de bases.

Túbulos

Secreción de H+ y reabsorción de HCO3 – por los túbulos renales

El 80-90% de la reabsorción de bicarbonato y secreción de H+ se produce en los túbulos proximales, de forma que la cantidad de HCO3 – que fluye hacia los túbulos distales y colectores es pequeña. En la porción gruesa ascendente del asa de Henle se reabsorbe otro 10% del HCO3 – filtrado y el resto en el túbulo distal y el conducto colector.

las células epiteliales del túbulo proximal, el segmento grueso ascendente del asa de Henle y la primera parte del túbulo distal

secretan H+ hacia la luz tubular mediante un contratransporte de sodio-hidrógeno.

Secreción de iones de H+

La secreción de H+ está acoplada al transporte de Na+ hacia el interior de la célula por la proteína intercambiadora de Na-K.

la energía para la secreción de H+ en contra del gradiente de concentración deriva del gradiente de Na que facilita el movimiento de

Na+ hacia la célula

Secreción activa primaria de H+ por las células intercaladas de la porción final de los túbulos distales y

los túbulos colectores

En la membrana luminal de la célula tubular, existe un transporte activo de iones H+ que se produce gracias a una proteína específica, una ATPasa transportadora de H+

La energía necesaria para bombear los iones hidrógeno procede de la degradación del ATP en difosfato de adenosina.

6.4.2 Sistemas amortiguadores del equilibrio ácido-base

El sistema amortiguador de fosfato transporta el exceso de H+ en la orina y genera nuevo HCO3–

El exceso de H+ puede combinarse con el HPO4= y con otros amortiguadores tubulares. Una vez que el H+ se ha combinado con el HPO4= para formar H2PO4–, este se excreta en forma de sal (NaH2PO4), transportando con él el exceso de H+

Excreción del exceso de H+ y generación de HCO3– mediante el sistema amortiguador del amoníaco

Sistema amortiguador del amoniaco: Formado por el amoníaco (NH3) y el ion amonio (NH4+)

El H+ es secretado por la membrana tubular a la luz, donde se combina con NH3 para formar NH4+, que se excreta.

6.5 Regulación hormonal del funcionamiento renal.

(Sistema renina - angiotensina - aldosterona)

Funciones

Se encarga de regular presión sanguínea

( se activa cuando hay una disminución de presión sanguíneo)

vasoconstrictor más potente del organismo

Sistema renina - angiotensina - aldosterona

Hormonas que regulan la reabsorción tubular

hormona Lugar de accion efecto

aldoesterona Túbulo y conducto colector

↑ Reabsorción de NaCl, H2O, ↑ secreción de K+

angioestensina Túbulo proximal, asa ascendente gruesa Henle/túbulodistal, túbulo colector

↑ Reabsorción de NaCl, H2O, ↑ secreción de H+

Hormona antidiuretica

Túbulo distal/túbulo y conducto colector

↑ Reabsorción de H2O

Péptido natriurético auricular

Túbulo distal/túbulo y conducto colector

↓ Reabsorción de NaCl

Hormona paratiroidea

Túbulo proximal, rama ascendente gruesa del asa deHenle/túbulo distal

↓ Reabsorción de PO≡4 , ↑ reabsorción de Ca++