SISTEMA URINARIO

El sistema urinario consta de dos riñones, dos uréteres una vejiga urinaria y una uretra. La sangre se filtra a través de los riñones pero casi toda el agua y gran parte de los solutos retornan al torrente sanguíneo; el agua y los solutos restantes constituyen la orina. Ésta se excreta de cada riñón por el uréter correspondiente y se almacena en la vejiga urinaria hasta salir del cuerpo, expulsada a través de la uretra. En varones, la uretra es también la vía por la cual sale el semen. Nefrología es el estudio científico de la anatomía, fisiología y patología del riñón. La rama de la medicina que trata del sistema urinario masculino y femenino así como del sistema reproductor masculino es la urología.

RESUMEN DE LAS FUNCIONES DEL RIÑÓN

OBJETIVO

• Hacer una lista de las funciones renales.

Los riñones realizan el trabajo más importante en el sistema urinario, puesto que las otras partes son prácticamente vías de paso y áreas de almacenamiento. Al filtrar la sangre y formar la orina, los riñones contribuyen a la homeostasis de varias maneras. Las funciones renales incluyen:

• Regulaci6n de la composición iónica de la sangre.

Los riñones ayudan a regular la concentración de distintos iones en la sangre, principalmente los iones sodio (Na +) potasio (K+) calcio (Ca2+), cloruro (Cn y fosfato (HP042-).

• Mantenimiento de la osmolaridad de la sangre.

Regulando por separado la pérdida de agua y la de solutos en la orina, los nñones mantienen una osmolaridad relativamente constante en la sangre cercana a 290 miliosmoles por litro (mosm/litro).

• Regulaci6n del volumen de la sangre.

Al conservar o eliminar agua, los riñones regulan el volumen de la sangre y por consiguiente el del líquido intersticial. Además, un incremento en el volumen sanguíneo eleva la presión arterial, en tanto que una disminución de dicho volumen la disminuye.

• Regulación de la presi6n arterial.

Además de regular el volumen de la sangre, los riñones ayudan en los ajustes de presión arterial de dos maneras: al secretar renina, enzima que activa la vía renina angiotensina (véase fig. 18.16) y al modular la resistencia renal, o sea la que se opone al flujo de sangre que pasa por los riñones, lo que a su vez afecta la resistencia vascular sistémica (véase fig. 21.11). El resultado de un aumento de renina o un incremento de la resistencia renal es la elevación de la presión arterial.

La osmolaridad de una solución es una medida del número total de partículas disueltas por litro de solución. Las partículas pueden ser moléculas, iones o una mezcla de ambos. Para calcular la osmolaridad se multiplica la molaridad (véase el capitulo 2) por el número de partículas por molécula una vez que ésta se disuelve. Un término similar, osmolalidad, es el número de partículas de soluto por kilogramo de agua. Puesto que es más sencillo calcular el volumen de una solución que determinar la masa del agua que contiene, es más frecuente emplear la osmolaridad que la osmolalidad. La mayoría de los líquidos corporales y las soluciones utilizadas en la clínica son diluidos y en este caso la diferencia entre ambas medidas es menor de uno por ciento.

¿Qué órganos constituyen eL sistema urinario?

• Regulación del pH sanguíneo. Los riñones excretan una cantidad variable de H+ en la orina y retienen iones bicarbonato (HC03-), un importante amortiguador de H+. Éstas son dos actividades que contribuyen a regular el pH sanguíneo.

• Liberación de hormonas. Los riñones liberan dos hormonas: calcitriol, la forma activa de la vitamina D, que ayuda a regular la homeostasis de calcio (véase fig. 18.14) Y la eritropoyetina, que estimula la producción de eritrocitos (véase fig.19.5).

• Regulación de la concentración de glucosa en sangre. Los riñones pueden desaminar el aminoácido glutamina, empleado para la glucogénesis (síntesis de nuevas moléculas de glucosa) y liberar glucosa en la sangre.

• Excreción de desperdicios y sustancias extrañas. Mediante la formación de orina los riñones ayudan a eliminar desperdicios, sustancias sin función útil alguna en el cuerpo. Parte de los desperdicios excretados en la orina son resultado de reacciones metabólicas en el cuerpo, por ejemplo amoniaco y urea de la desaminación de aminoácidos; bilirrubina del catabólismo de la hemoglobina; creatinina del desdoblamiento de fosfato de creatina en las fibras musculares; y ácido úrico del catabolismo de ácidos nucleicos. Otros desperdicios excretados en la orina son sustancias extrañas como fármacos o toxinas del medio ambiente.

l. Describa las tres maneras mediante las cuales los riñones ayudan a mantener la presión arterial.

2. ¿Cuál es la osmolaridad de una solución 0.2 molar de CaClz? ¿De una solución 0.2 molar de glucosa? ¿De una solución 0.2 molar de NaCl AYUDA: Contar el número de partículas resultantes cuando cada soluto se disuelve en agua.)

3. ¿Qué son los desperdicios y cómo contribuyen los riñones a eliminarlos del cuerpo?

ANATOMÍA E HISTOLOGÍA DE LOS RIÑONES.

OBJETIVOS

• Describir las características anatómicas macroscópicas internas y externas de los riñones.

¿Por qué se dice que los riñones son retroperitoneales?

• Trazar la vía del flujo de sangre a través de los riñones.

• Describir la estructura de los corpúsculos y túbulos renales.

Los riñones son órganos pares rojizos, en forma de frijol, localizados justo arriba de la cintura entre el peritoneo y la pared posterior del abdomen. Debido a su posición por detrás del peritoneo en la cavidad abdominal se dice que son órganos retroperitoneales (fig. 26.2). (Otras estructuras retroperitoneales son los uréteres y las glándulas suprarrenales.) Los riñones se localizan entre la última vértebra torácica y la tercera vértebra lumbar, posición en la cual están protegidos en parte por los pares de costillas undécimo y duodécimo. El riñón derecho está un poco más abajo que el izquierdo debido a que el hígado ocupa un espacio considerable arriba del riñón derecho (véase fig. 26.1).

Anatomía externa del riñón

En el adulto un riñón normal mide de 10 a 12 cm de largo, de 5 a 7 cm de ancho y 3 cm de espesor; es casi del tamaño de una barra de jabón de baño, y tiene una masa de 135 a 150 g. El borde medial cóncavo de cada riñón está enfrente de la columna vertebral (véase fig. 26.1). Cerca del centro del borde cóncavo se encuentra una fisura vertical profunda llamada hillo renal (véase fig. 26.3b) a través del cual sale el uréter del riñón, así como los vasos sanguíneos y linfáticos y los nervios.

Cada riñón está rodeado por tres capas de tejido (véase fig. 26.2). La capa profunda, la cápsula renal, es una membrana lisa, transparente y fibrosa que es continuación de la cubierta externa del uréter. Sirve como barrera contra traumatismos y ayuda a mantener la forma del riñón. La capa intermedia, la cápsula adiposa, es una masa de tejido graso que rodea a la cápsula renal. También protege al riñón de traumatismos y lo sostiene firmemente en su sitio en la cavidad abdominal. La capa superficial, la aponeurosis renal, es una delgada capa de tejido conectivo denso e irregular que fija el riñón a las estructuras circundantes y a la pared abdominal.

Anatomía interna del riñón

Un corte frontal a través del riñón revela dos regiones

distintas: un área superficial de color rojizo y textura lisa llamada corteza renal y una región profunda de color marrón llamada médula renal (fig. 26.3). La médula consta de ocho a 18 pirámides renales cónicas. La base de cada pirámide (extremo más ancho) está frente a la corteza renal y su ápex, llamado papila renal (extremo más estrecho), apunta hacia el centro del riñón. Las porciones de la corteza renál que se extienden entre las pirámides renales se denominan columnas renales.           

En conjunto, corteza renal y pirámides de la médula renal constituyen la porción funcional o parénquima del riñón. En este último se encuentran las unidades funcionales del riñón (cerca de 1 millón de estructuras microscópicas llamadas nefronas). La orina que éstas forman drena al interior. de gruesos conductos papilares que se extienden a través de la papila renal de las pirámides. Los conductos papilares desembocan en estructuras en forma de copa llamadas cálices menores y mayores. Cada riñón tiene ocho a 18 cálices menores y dos a tres mayores. Los primeros reciben la orina de los conductos papilares de una papila renal y la llevan a un cáliz mayor. De los segundos, la orina pasa a una cavidad grande llamada pelvis renal y luego sale a través del uréter hacia la vejiga urinaria.     .

El hilio se amplía formando una cavidad dentro del riñón llamada seno renal, que contiene parte de la pelvis renal, los cálices y las ramas vasculares sanguíneas y nerviosas del riñón. El tejido adiposo ayuda a estabilizar la posición de estas estructuras en el seno renal.

Riego sanguíneo e inervación de los riñones

Puesto que los riñones eliminan desperdicios de la sangre y regulan su volumen y composición iónica, no es sorprendente que posean un riego sanguíneo abundante suministrado por gran número de vasos. Aunque los riñones constituyen menos de 0.5% de la masa corporal total, reciben entre 20 y 25% del gasto cardiaco en reposo a través de las arterias renales derecha e izquierda (fig. 26.4). En adultos, el flujo sanguíneo renal es de 1 200 mL por minuto aproximadamente.

Dentro del riñón la arteria renal se divide en varias arterias segmentarias, cada una de las cuales emite varias ramas que entran al parénquima y pasan a través de las columnas renales en medio de las pirámides donde se conocen como arterias interlobulares. En la base de las pirámides renales, las arterias interlobulares se arquean al pasar entre la médula y la corteza renales; aquí se conocen como arterias arciformes. Las divisiones de estas últimas producen series de arterias interlobolillares, que penetran a la corteza renal y emiten ramas llamadas arteriolas aferentes.

Cada nefrona recibe una arteriola aferente, que se convierte en una enmarañada red esférica de capilares llamada glomérulo. Los capilares glomerulares se reúnen para formar las arteriolas eferentes que drenan la sangre hacia fuera del glomérulo. Los capilares glonterulares son únicos ya que se encuentran entre dos arteriolas, en lugar de una arteriola y una vénula. La vasodilatación y la vaso constricción coordinada de las arteriolas aferentes y eferentes pueden producir grandes cambios en el flujo sanguíneo renal y la resistencia vascular renal, lo que a su vez afecta la resistencia vascular sistémica. Puesto que los glomérulos son redes capilares se consideran parte de ambos sistemas, tanto del cardiovascular como del urinario.

Las arteriolas eferentes se dividen para formar una red de capilares, llamados capilares peritubulares, que rodean las porciones tubulares de la nefrona en la corteza renal. A partir de algunas arteriolas eferentes se extienden capilares largos en forma de asa llamados vasos rectos que irrigan las porciones tubulares de la nefrona en la médula renal (fig. 26.5a).

Finalmente, los capilares peritubulares se reúnen para formar las vénulas peritubulares y luego las venas interlobulil1ares. (Estas últimas también reciben sangre de los vasos rectos.) Después, la sangre drena a través de las venas armormes hacia las venas interlobulares, pasa entre las pirámides renales y luego por las venas segmentarias. La sangre abandona el riñón a través de la vena renal que sale por el hilio renal.

Casi todos los nervios renales se originan en el ganglio celiaco y entran al riñón a través del plexo renal junto con las arterias renales. Todos estos nervios son parte de la división simpática del sistema nervioso autónomo. La mayoría son nervios vasomotores que inervan vasos sanguíneos; o sea, regulan el flujo de sangre a través del riñón y la resistencia renal al modificar el diámetro de las arteriolas.

La nefrona

Las nefronas constituyen la unidad funcional del riñón,

se encargan de tres procesos básicos: filtrar la sangre, retornar a la sangre las sustancias útiles para que no se pierdan del cuerpo y retirar de la sangre sustancias que no son necesarias para el cuerpo. Como resultado de estos procesos, las nefronas mantienen la homeostasis de la sangre y producen orina.

Partes de la nefrona

Cada nefrona (fig. 26.5) está formada por dos partes: el corpúsculo renal, donde se filtra el plasma, y el túbulo renal, al cual pasa el líquido filtrado. Cada corpúsculo posee dos elementos: el glomérulo y la cápsula (de Bowman) glomerular, una bicapa epitelial en forma de copa que rodea al glomérulo. De la cápsula glomerular, el líquido filtrado del plasma pasa al interior del túbulo renal, el cual posee tres secciones principales. Siguiendo la dirección del líquido que pasa por el túbulo renal se pueden distinguir tres partes en éste: 1) túbulo contomeado proximal, 2) asa de Henle (asa de la nefrona) y 3) túbulo contomeado distal. El término proximal se refiere a la porción del túbulo unida a la cápsula glomerular y distal, a la más alejada de ésta. El vocablo contorneado significa que el túbulo está enroscado en espiral, o sea, no es recto. El corpúsculo renal y ambos túbulos se encuentran en la corteza renal, en tanto que el asa de Henle se extiende hacia la médula renal, efectúa una vuelta de .horquilla y regresa a la corteza renal.

Los túbulos contorneados distales de varias nefronas desembocan en un solo conducto colector. Los conductos colectores convergen y se unen y, por último, sólo hay varios cientos de gruesos conductos papilares, que drenan en los cálices menores. Dichos conductos se prolongan desde la corteza, atraviesan la médula y llegan a la pelvis renales. Aunque el riñón tiene cerca de un millón de nefronas, el número de conductos colectores es mucho menor y hay aún menos conductos papilares.

En una nefrona, el asa de Henle conecta el túbulo contomeado proximal y el distal. La primera porción del asa de Henle se hunde en la médula renal, lo que se denomina rama

 descendente del asa de Heme (véase fig. 26.5). En seguida se curva en forma de horquilla y regresa a la corteza renal como rama ascendente del asa de Heme. Alrededor de 80 a 85% de las nefronas se denominan corticales; sus corpúsculos renales se localizan en la porción externa de la corteza renal y poseen asas de Henle cortas que se ubican principalmente en la corteza y penetran sólo en la región superficial de la médula renal (véase fig. 26.5a). Estas asas reciben su riego sanguíneo de los capilares peritubulares que se originan en las arteriolas eferentes. El otro 15 a 20% de las nefronas se llaman yuxtamedulares; sus corpúsculos renales se encuentran más profundos en la corteza renal, cerca de la médula y tienen un asa de Henle larga que se extiende hasta la región más profunda de la médula (véase fig. 26.5b). Las asas de Henle largas reciben su riego sanguíneo de los capilares peritubulares y los vasos rectos que se originan en las arteriolas eferentes. Además, la rama ascendente del asa de Henle de las nefronas yuxtamedulares consta de dos partes: la rama ascendente delgada y la rama ascendente gruesa (véase fig. 26.5b). Las nefronas con asas de Henle largas permiten a los riñones excretar orina muy diluida o muy concentrada (más adelante se describen ).

¿Cuáles son las diferencias básicas entre las nefronas corticales y las juxtamedulares?

Histología de la nefrona y el conducto colector

Una capa simple de células epiteliales que comienza en la cápsula glomerular forma la pared completa de dicha cápsula, del túbulo renal y de los conductos. Sin embargo, cada parte posee características histológicas distintivas según sus funciones particulares. Siguiendo el orden del líquido que fluye por ellas, las partes son: cápsula glomerular, túbulo renal y conducto colector.

Cápsula glomerular. Ésta, también denominada cápsula de Bowman, consta de las capas visceral y parietal (fig. 26.6a). La primera está formada por células epiteliales escamosas simples modificadas llamadas pododtos. Las múltiples prolongaciones de estas células. semejan pies (pedicelos) que rodean y envuelven la capa simple de células endoteliales de los capilares glomerulares y forman la pared interna de la cápsula. I;a capa parietal de la cápsula glomerular se compone de epitelio escamoso simple y forma la pared externa

 de la cápsula. El liquido filtrado en los capilares glomerulares llega al espacio capsular (de Bowman), que se halla entre las dos capas de la cápsula glomerular.

Túbulo renal y conducto colector. El cuadro 26.1 muestra la histología de las células que forman el túbulo renal y el conducto colector. En el túbulo contoneado proximal, las células son epiteliales cuboides simples y poseen en su superficie apical (la que está frente a la luz tubular) un borde en cepillo prominente de microvellosidades, las cuales, al igual que las del intestino delgado, aumentan el área de la superficie para reabsorción y secreción. La rama descendente del asa de Henle y la primera parte de la rama ascendente de esta asa (la delgada) constituyen epitelio escamoso simple. (Recordemos que las nefronas corticales o de asa corta carecen de dicha rama.) La rama ascendente gruesa se compone de epitelio cuboide simple o cilíndrico bajo.

En cada nefrona, la última porción de la rama ascendente del asa de Henle hace contacto con la arteriola aferente que irriga ese corpúsculo renal (véase fig. 26.6a). Puesto que en esta región las células son cilíndricas muy abundantes y apiñadas, se conocen como mácula densa, a lo largo de la cual la pared de la arteriola aferente (y en ocasiones de la eferente) contiene fibras modificadas de músculo liso llamadas células yuxtaglomerulares (YG). Junto con la mácula densa constituyen el aparato yuxtaglomerular o AYG. El túbulo contomeado distal (TCD) comienza a corta distancia después de la mácula densa. Aunque las células de este túbulo y de los conductos colectores son todas epiteliales cuboides simples que sólo poseen unas pocas microvellosidades, desde la última parte del TCD aparecen dos tipos diferentes de células que continúan hasta el interior de los conductos colectores. Casi todas son células principales que muestran pliegues de la membrana basal; hay una menor cantidad de células intercaladas que poseen microvellosidades en su superficie apical y un gran número de mitocondrias. Las células principales tienen receptores tanto para hormona antidiurética como para aldosterona, dos hormonas que regulan sus funciones. Las células intercaladas desempeñan una función en la homeostasis del pH sanguíneo. Los conductos colectores desembocan en los grandes conductos papilares, que están revestidos por epitelio columnar simple.

APLICACION CLÍNICA

Número de nefronas

• El número de nefronas permanece constante desde el nacimiento; cualquier incremento de tamaño del riñón se debe únicamente al crecimiento de las nefronas individuales. Si éstas se lesionan o enferman no se forman nuevas. Los signos de disfunción renal en general no se presentan sino después que la función declina a menos de 25% de lo normal, puesto que las nefronas funcionales restantes se adaptan de manera gradual a manejar una carga mayor de la normal. Por ejemplo, la extirpación quirúrgica de un riñón estimula la hipertrofia (agrandamiento) del otro riñón, que con el tiempo será capaz de filtrar sangre a 80% de la capacidad de los dos riñones normales.

l. Describa la localización de los riñones. ¿Por qué se dice que son retroperitoneales?

2. ¿Qué rama del sistema nervioso autónomo inerva los vasos sanguíneos renales?

3. ¿Qué diferencias estructurales existen entre las neuronas corticales y las yuxtamedulares?

4. Describa la histología de las diferentes porciones de la I nefrona y el conducto colector.

5. Describa la estructura del aparato yuxtaglomerular (AYG).

RESUMEN DE LA FISIOLOGÍA RENAL

OBJETIVO

• Identificar las tres tareas básicas que realizan las nefronas y los conductos colectores e indicar en dónde tiene lugar cada una de ellas.

Durante la producción de orina, las nefronas y los con ductos colectores realizan tres procesos básicos: filtración glomerular, secreción y reabsorción tubulares (fig. 26.7):

1 Filtración glomerular. En el primer paso de la producción de orina, el agua y la mayoría de los solutos del plasma pasan de la sangre, a través de la pared de los capilares glomerulares al interior de la cápsula glomerular, la cual se vacía en el túbulo renal.

2 Reabsorción tubular. Conforme el líquido filtrado avanza a lo largo del túbulo renal y a través del conducto colector, las células del túbulo reabsorben la mayor parte del agua y muchos solutos útiles filtrados, y retornan a la sangre a medida que el líquido fluye por los

capilares peritubulares y los vasos rectos. Nótese que reabsorción se refiere al reingreso de sustancias al torrente sanguíneo, que es diferente de absorción que significa entrada de sustancias nuevas al cuerpo.

3. Secreción tubular. Conforme el líquido fluye a lo largo del túbulo y a través del conducto colector, las células del túbulo y del conducto secreta n materiales adicionales, tales como desechos, fármacos y iones en exceso en ellíquido. La secreción tubular retira una sustancia de la sangre; en otros casos de secreción, por ejemplo la de hormonas, a menudo se libera una sustancia en la sangre.

Los solutos en el líquido que drena en la pelvis renal permanecen en la orina y serán excretados. La excreción urinaria de cualquier soluto es igual a su filtración glomerular más la secreción y menos la reabsorción.

Mediante filtración, reabsorción y secreción, las nefronas mantienen la homeostasis de la sangre. Este proceso es un poco análogo a un centro de recicla miento: los camiones recolectores descargan la basura en un gran depósito desde donde los desperdicios más pequeños pasan a una banda transportadora (filtración glomerular del plasma). A medida que la basura avanza por esta banda, los trabajadores retiran objetos útiles, como envases de aluminio, recipientes de plástico y de vidrio (reabsorción). Otros trabajadores agregan objetos de mayor tamaño y la basura traída al centro sobre la banda transportadora (secreción). Al final de la banda, toda la basura restante cae a un camión para su transporte a un relleno sanitario (excreción de desperdicios en la orina).

FILTRACIÓN GLOMERULAR

OBJETIVOS

• Describir la membrana de filtración.

• Analizar las presiones que favorecen y se oponen a la filtración glomerular.

El líquido que entra al espacio capsular es el filtrado glomerular. La fracción del plasma en las arteriolas aferentes del riñón que se convierte en filtrado glomerular se denomina fracción filtrada. Aunque una fracción filtrada de 0.16 a 0.20 (16 a 20%) es típica, el valor varía considerablemente tanto en el estado de salud como en la enfermedad. En promedio, el volumen diario de filtrado glomerular en adultos es de 150 litros en mujeres y de 180 litros en varones,. un volumen que representa alrededor de 65 veces el volumen total de plasma sanguíneo. Sin embargo, más de 99% del filtrado glomerular regresa al torrente sanguíneo por la vía de la reabsorción tubular, de modo que sólo uno a dos litros se excretan como orina.

Membrana de filtración

En conjunto, las células endoteliales de los capilares

glomerulares y los podocitos que rodean por completo los capilares forman una barrera permeable denominada membrana de filtración o membrana capsular endotelial Este arreglo en forma de emparedado permite la filtración de agua y solutos pequeños, pero evita la filtración de la mayor parte de las proteinas del plasma, células sanguineas y plaquetas. Las sustancias filtradas se mueven del torrente sanguineo a través de tres barreras: una célula endotelial gIomerular, la lámina basal y una ranura de filtración formada por un podocito (fig. 26.8)

1 Las células endoteliales del gIoméruIo son bastante permeables porque presentan grandes perforaciones (poros) de 70 a 100 nm (0.07 a 0.1 ml) de diámetro. Estas dimensiones permiten que todos los solutos del plasma sanguineo salgan de los capilares gIomerulares, pero impide que se filtren las células sanguineas y las plaquetas. En medio de los capilares gIomeruIares y la hendidura formada entre las arteriolas aferentes y eferentes se localizan las células mesangiales, células contráctiles que ayudan a regular la filtración gIomeruIar (véase fig. 26.6a).

2 La lámina basaI es una capa de material acelular entre el endotelio y los podocitos, que consta de fibriUas en una matriz de gIucoproteina; evita la filtración de las grandes proteinas del plasma.

3 A partir de cada podocito se extienden miles de prolongaciones en forma de pies llamadas pedicelos que envuelven los capilares glomerulares. Los espacios entre los pedicelos se denominan grietas de filtración. Una delgada membrana, la membrana de la grieta, se extiende a través de cada grieta de filtración y permite el paso de moléculas con diámetro menor de 6 a 7 nm (0.006 a 0.OO7 mm), incluida agua, glucosa, vitaminas, aminoácidos, proteínas plasmáticas muy pequeñas, amoniaco, urea e iones. Puesto que la proteina más abundante del plasma, la albúmina, posee un diámetro de 7.1 mm, menos de 1 % de éste atraviesa la membrana de la grieta.

El principio de la filtración, es decir, aplicar presión para forzar líquidos y solutos a través de una membrana, es el mismo tanto en los capilares gIomerulares como en los de cualquier otra parte del cuerpo (véase ley de Starling en los capilares, capitulo 21). Sin embargo, el volumen de liquido filtrado por el corpúsculo renal es mucho mayor del que se filtra en otros capilares del cuerpo por tres razones:

1. Puesto que son largos y extensos, los capilares glomerulares presentan una gran superficie de filtración. Las células mesangiales regulan la extensión de la superficie disponible para la filtración. Cuando están relajadas, la superficie es máxima y la filtración glomerular es muy alta; cuando se contraen, la superficie disponible se reduce y la filtración glomerular disminuye.

2. La membrana de filtración es delgada y porosa. A pesar de tener varias capas, su espesor es de sólo O.ILm. Los capilares gIomerulares son 50 veces más permeables que los capilares de casi todos los otros tejidos, sobre todo por sus grandes perforaciones.

3. En los capilares glomerulares la presión arterial es alta. Puesto que el diámetro de las arteriolas eferentes es menor que el de las aferentes, la resistencia a la salida del flujo de sangre del glomérulo es alta. Como resultado, la presión arterial en los capilares glomerulares es mucho más alta que en los capilares de cualquier otra parte del cuerpo; una presión más elevada produce mayor filtrado.

Presión neta de filtración

La filtración glomerular depende de tres presiones principales: una que promueve la filtración y dos que se oponen a ésta (fig. 26.9):

1 Presión hidrostática de la sangre glomerular (PHSG): promueve la filtración, es decir, obliga al agua y solutos del plasma sanguíneo a pasar a través de la membrana de filtración. La presión hidrostática de la sangre glomerular es la presión en los capilares glomerulares, la cual es de aproximadamente 55 mm Hg.

2 Presión capsular hidrostática (PCH): se opone a la filtración. Es la presión hidrostática que ejerce el líquido ya presente en el espacio capsular y el túbulo renal en contra de la membrana de filtración. La PCH es de unos 15 mm Hg.

3 Presión osmótica coloidal de la sangre (POCS): se debe a proteínas del plasma sanguíneo, como albúmina, globulinas y fibrinógeno, y también se opone a la filtración. La POCS promedio en los capilares glomerulares es cercana a 30 mm Hg.

Presión neta de filtradón (PNF); es la presión total que promueve la filtración y se determina de la manera siguiente:

Presión neta de filtración (PNF) = PAHG - PCH - POCS

Al sustituir por los valores dados) se puede calcular la PNF normal:

PNF = 55 mm Hg - 15 mm Hg - 30 mm Hg

            = I0mm Hg

Por tanto) una presión de sólo 10 mm Hg hace que una cantidad normal de plasma (menos las proteínas) se filtre desde el glomérulo al interior del espacio capsular.

Filtración glomerular

La cantidad de filtrado que se forma en un minuto en todos los corpúsculos renales de ambos riñones se denomina filtradón glomeralar (FG). En adultos, ésta es en promedio de 125 mUmin en varones y de 105 mUmin en mujeres. La homeostasis de los liquidos corporales requiere que los riñones mantengan una FG relativamente constante. Cuando es demasiado alta, las sustancias necesarias pasan con tal rapidez a través de los túbulos renales que algunas no se reabsorben y se pierden en la orina. Si es muy baja, puede reabsorberse casi todo el líquido filtrado y ciertos productos de desecho no se excretan de manera adecuada.

La filtración glomerular guarda una relación directa con la presión que determina la PNF; cualquier cambio en esta última afecta la FG. Por ejemplo, una hemorragia abundante reduce la presión sistémica de la sangre, lo que también disminuye la presión hidrostática de la sangre glomerular. La filtración cesa cuando la PHSG disminuye a menos de 45 mm Hg, puesto que las presiones opuestas suman más de 45 mm Hg. Es sorprendente que cuando la presión sistémica de la sangre se eleva por arriba de lo no1IIÍal, la presión neta de filtración y la FG aumentan muy poco. La FG es casi constante cuando la presión arterial media (PAM) varía entre 80 y 180 mm Hg.

Regulación de la FG

Los mecanismos que regulan la FG operan de dos maneras principales: 1) ajustan el flujo sanguineo al interior y el exterior del glomérulo y 2) alteran el área de la superficie capilar glomerular disponible para filtración. La FG se incrementa cuando el flujo sanguíneo en los capilares glomerulares aumenta. El control coordinado del diámetro de las arteriolas aferentes y eferentes regula el flujo sanguíneo glomerular. Por ejemplo, la constricción de la arteriola aferente diminuye el flujo sanguíneo al interior del glomérulo, en tanto que la dilatación de dicha arteriola lo incrementa. Son tres los mecanismos que regulan la FG: autorregulación renal y regulaciones neural y hormonal.

Autorregulación neural de la FG. Los riñones ayudan por sí mismos a mantener constante el flujo sanguíneo renal y la FG a pesar de los cambios normales que sufre la presión sistémica de la sangre durante el día (como ocurre, por ejemplo, durante el ejercicio). Esta capacidad se denomina autorregulación renal y consta de dos mecanismos, el mecanismo miógeno y la retroalimentación tubulorrenal. Al trabajar en conjunto pueden mantener la FG casi constante sobre un amplio rango de variaciones de la presión sistémica de la sangre.

El mecanismo miógeno tiene lugar cuando el estiramiento desencadena la contracción de células del músculo liso en la pared de arteriolas aferentes. Cuando la presión arterial se eleva, asimismo lo hace la FG, puesto que el flujo sanguíneo renal aumenta. Sin embargo, la presión arterial elevada también estira las paredes de las arteriolas aferentes. En respuesta, las fibras de músculo liso de las paredes de las arteriolas aferentes se contraen, la luz de la arteriola se estrecha, el flujo sanguíneo renal disminuye y la FG regresa a su nivel anterior. Por el contrario, cuando la presión arterial disminuye, las células del músculo liso sufren menos estiramiento y por tanto se relajan. Las arteriolas aferentes se dilatan, el flujo sanguíneo renal aumenta y la FG se eleva. El mecanismo miógeno normaliza el flujo sanguíneo renal y la FG unos segundos después que ocurre un cambio en la presión arterial.

El segundo mecanismo que colabora en la autorregulación renal es la retroalimentación tubuloglomerular, denominado así porque una parte del túbulo renal, la mácula densa, suministra una retroalimentación al glomérulo (fig. 26.10). Cuando la FG se encuentra por arriba de lo normal debido a una elevación de la presión sistémica de la sangre, el líquido filtrado fluye con mayor rapidez a lo largo de los túbulos renales. Como resultado, el túbulo contorneado proximal y el asa de Henle tienen menos tiempo para reabsorber Na +, CI- yagua. Se cree que las células de la mácula densa detectan el mayor suministro de Na + , Cí yagua y estimulan la liberación de algún vasoconstrictor aún no identificado desde

las células en el aparato yuxtaglomerular (AYG). Este vasoconstrictor provoca que las arteriolas aferentes se contraigan, disminuya el flujo sanguíneo en los capilares glomerulares y se reduzca la FG. Si la presión arterial disminuye y la FG es menor de la normal, sucede la secuencia opuesta de eventos, aunque en menor grado. La retroalimentación tubuloglomerular es más lenta que el mecanismo miógeno.

Reguladón neural de la FG. Igual que casi todos los vasos sanguíneos del cuerpo, los renales son inervados por fibras simpáticas del SNA que liberan noradrenalina. Ésta causa

vasoconstricción a través de la activación de receptores a₁ particularmente abundantes en las fibras del músculo liso de las arteriolas aferentes. En reposo, la estimulación simpática es moderadamente baja, las arteriolas aferentes y eferentes se dilatan y la autorregulación renal de la FG prevalece. Con estimulación simpática moderada, tanto las arteriolas aferentes como las eferentes se contraen al mismo grado. El flujo sanguíneo hacia adentro y afuera del glomérulo se restringe en la misma extensión, lo que disminuye sólo ligeramente la FG. Sin embargo, con una estimulación simpática mayor, como ocurre durante el ejercicio o una hemorragia, predomina la vasoconstricción de las arteriolas aferentes. Como resultado, el flujo sanguíneo en los capilares glomerulares se reduce bastante y la FG desciende. Esta disminución del flujo renal tiene dos consecuencias: reduce la excreción de orina, lo que ayuda a conservar el volumen sanguíneo, y esto permite un mayor flujo de sangre a otros  tejidos del cuerpo. La estimulación simpática también provoca la liberación de la enzima renina desde las células yuxtaglomerulares, la que a su vez acelera la producción de la hormona angiotensina II (véase fig. 18.6).

Cuadro 26.2 Regulación de la filtración glomerular (FG)

Reguladón hormonal de la FG. La angiotensina II reduce fa FG, en tanto que el péptido auricular natriurético la incrementa. La angiotensina  es un vasoconstrictor muy potente que contrae tanto las arteriolas aferentes como las eferentes y reduce el flujo sanguíneo renal, con lo cual disminuye la FG. Como su nombre lo sugiere, las células de la aurícula cardiaca secretan el péptido natriurético auricular (PNA). El estiramiento de la aurícula provoca liberación de PNA, como ocurre cuando aumenta el volumen de sangre. Mediante la relajación de las células mesangiales glomerulares, el PNA aumenta el área de la superficie capilar disponible para filtración, lo que incrementa la filtración glomerular.

El cuadro 26.2 presenta un resumen de las diferentes maneras de regular la filtración glómerular.

1. Si el índice de excreción urinaria de un fármaco, como la penicilina, es mayor que el índice al cual se filtra en el glomérulo, ¿de qué manera llega a la orina?

2. ¿Cuál es la diferencia más importante desde el punto de vista químico entre plasma y filtrado glomerular?

3. Describa los factores que permiten una filtración mucho mayor a través de los capilares glomerulares, en comparación con los capilares de cualquier otra parte del cuerpo.

4. Escriba la ecuación para calcular la presión neta de filtración (PNF).

5. Analice las diferentes maneras en que se regula la filtración glomerular.

REABSORCIÓN Y SECRECIÓN TUBULARES

OBJETIVOS

• Describir las rutas y los mecanismos de la reabsorción y secreción tubulares.

• Describir de qué manera los segmentos específicos del túbulo renal y el conducto colector reabsorben agua y solutos.

• Describir cómo secretan solutos en la orina los segmentos específicos del túbulo renal y el conducto colector.

Principios de reabsorción y secreción tubulares

La filtración glomerular es tan alta que el volumen de líquido que entra al túbulo contorneado proximal en media hora es mayor que el volumen total de plasma. La reabsorción, es decir, el retorno de casi toda el agua y gran parte de los solutos filtrados al torrente sanguíneo, es la segunda función de las nefronas y el conducto colector. Todas las células epiteliales a lo largo del túbulo renal y del conducto llevan a cabo la reabsorción, pero las células del túbulo contorneado proximal son las que contribuyen en mayor medida. Los solutos reabsorbidos, tanto por procesos activos como pasivos, son   glucosa, aminoácidos, urea e iones como Na ⁺, K ⁺, Ca ⁺, Cl^-,  HCO₃^- (bicarbonato) y HPO₄^2-  (fosfato). Las células localizadas más distalmente afinan el proceso de reabsorción a fin de mantener el equilibrio homeostásico de agua e iones seleccionados. Casi todas las proteínas pequeñas y los péptidos que atraviesan el filtro también se reabsorben, en general por pinocitosis. Para apreciar la gran extensión de la reabsorción tubular, véase el cuadro 26.3 y compare las cantidades de sustancias filtradas, reabsorbidas y excretadas en la orina con las cantidades presentes en el plasma sanguíneo.

La tercera función de nefronas y conductos colectores es la secreción tubular, transferencia de materiales desde la sangre y las células del túbulo hacia el líquido tubular. Las sustancias secretadas son H⁺, K⁺, iones amonio (NH₄⁺), creatinina y ciertos fármacos como la penicilina. La secreción tubular tiene dos resultados importantes: secreción de H⁺ que ayuda a controlar el pH sanguíneo, así como la de otras sustancias que ayuda a eliminadas del cuerpo.

Vías de reabsorción

Una sustancia reabsorbida del líquido que contiene la luz tubular puede tomar una de dos vías antes de entrar a los capilares peritubulares: puede moverse entre células tubulares adyacentes o atraveSkr una célula tubular individual (fig. 26.11). A todo lo largo del túbulo renal, uniones estrechas rodean y juntan a células vecinas entre sí, de manera muy parecida a los anillos de plástico que se utilizan para mantener unidas las seis latas de un paquete de refrescos. La membrana apical (igual que la parte superior de las latas de refresco) hace contacto con el líquido tubular y la membrana basolateral (igual que la parte inferior y los lados de los botes de refresco) hace contacto con el líquido intersticial en los lados y la base de las células. Las uniones estrechas evitan la mezcla de las proteínas en los compartimientos de las membranas apical y basolateral, pero no impiden por completo el paso de líquido intersticial al líquido en la luz tubular.

Una porción del líquido se escapa entre las células mediante un proceso pasivo conocido como reabsorción paracelular. En algunas partes del túbulo renal esta vía paracelular explica más de 50% de la reabsorción de ciertos ion es y el agua que los acompaña durante la ósmosis. En la reabsorción transcelular, una sustancia pasa desde el líquido en la luz tubular, por la membrana apical de una célula tubular, a través del citosol y hacia afuera hasta el interior del líquido intersticial por la membrana baso lateral.

Mecanismos de transporte

Cuando las células renales transportan so lutos hacia afuera o hacia dentro del líquido tubular mueven sustancias específicas en una sola dirección. No es sorprendente que las membranas apical y basolateral posean diferentes tipos de proteínas de transporte. Además, las uniones estrechas forman una barrera que evita la difusión de proteínas entre estos dos compartimientos de membrana.

La reabsorción de Na por los túbulos renales tiene especial importancia porque los ion es sodio atraviesan más que ninguna otra sustancia, a excepción del agua, los filtros glomerulares. Más aún, la reabsorción de solutos impulsa la reabsorción de agua puesto que ésta sólo se reabsorbe de manera pasiva por ósmosis. Varios sistemas de transporte diferentes llevan a cabo la reabsorción de Na + en cada porción del túbulo renal y el conducto colector. Estos mecanismos no sólo recuperan el Na + filtrado sino también otros electrólitos, nutrimentos yagua. Asimismo, algunos transportadores trabajan para secretar el exceso de iones hidrógeno y potasio.

Las células que revisten los túbulos renales, igual que otras células del cuerpo, muestran baja concentración de Na + en su citosol debido a la actividad de la bomba de sodio (Na + IK+ ATPasa), que expulsa Na + de las células a través de la membrana basolateral (véase fig. 26.11). La ausencia de bomba de sodio en la membrana apical asegura que la reabsorción de Na + sea un proceso en una sola dirección: casi todos los iones sodio que atraviesan la membrana apical serán bombeados hacia el líquido intersticial en la base y los lados de la célula. La cantidad de ATP empleada por la bomba de sodio en los túbulos renales es significativa: se estima que representa 6% del consumo total de ATP en reposo. En comparación, ésta es casi la misma energía empleada por el diafragma al contraerse durante la respiración en reposo.

Como se mencionó en el capítulo 3, el transporte de materiales a través de una membrana puede ser activo o pasivo. Recordemos que en el transporte activo primario la energía derivada de la hidrólisis de ATP se usa para "bombear" una sustancia a través de una membrana. Puesto que la bomba de sodio utiliza ATP de esta manera, es una bomba de transporte activo primario. En el transporte activo secundario, la energía que se almacena en el gradiente electroquímico de un ion y no la hidrólisis de ATP impulsa una sustancia a través de una membrana. El transporte activo secundario acopla el movimiento "cuesta abajo" de un ion a lo largo de su gradiente electroquímico con el movimiento "cuesta arriba" contra su gradiente electro químico de una segunda sustancia. Las proteínas de la membrana que llevan a cabo el transporte activo secundario se llaman cotransportadores cuando mueven dos o más sustancias en la misma dirección a través de una membrana y contratransportadores cuando mueven dos o más sustancias en direcciones opuestas a través de una membrana. Cada tipo de transportador tiene un limite máximo de la rapidez con la cual puede trabajar, justo como un elevador tiene un limite de cuántas personas puede llevar de un nivel a otro en un periodo determinado. Este limite se llama transporte máximo (T m) y se mide en milimetros.

El mecanismo para la reabsorción de agua en los túbulos renales y conductos colectores es la ósmosis. Alrededor de 90% de la reabsorción del agua filtrada por los riñones tiene lugar junto con la reabsorción de solutos como Na +, cr y glucosa. El agua que se reabsorbe junto con solutos en el liquido tubular se denomina reabsorción obligatoria de agua, debido a que el agua es "obligada" a seguir a los solutos cuando se reabsorben. Este tipo de reabsorción de agua ocurre en el túbulo contorneado proximal y la rama descendente del asa de Henle, puesto que estos segmentos de la nefrona siempre son permeables al agua. La reabsorción de 10% final del agua, un total de 10 a 20 litros por día, se denomina reabsorción facultativa de agua. La palabra facultativa significa "capacidad de adaptarse a las necesidades". La reabsorción facultativa de agua se lleva a cabo principalmente en los conductos colectores y la hormona antidiurética se encarga de regularla.

APLICACION CLÍNICA

Glucosuria

Cuando la concentración de glucosa en sangre es superior a 200 mg/mL, los cotransportadores renales no pueden trabajar con la suficiente rapidez para reabsorber toda la glucosa que entra al filtrado glomerular. Como resultado, una parte de la glucosa permanece en la orina, condición llamada glucosuria. La causa más común de glucosuria es la diabetes mellitus, en la cual la concentración de glucosa en sangre se eleva muy por encima de lo normal debido a una actividad deficiente de la insulina. Algunas mutaciones genéticas raras de los cotransportadores Na + -glucosa renales reducen mucho su T m y también causan glucosuria. En estos casos, la glucosa se presenta en la orina aunque su concentración sanguínea sea normal.

Ahora que hemos analizado los principios del transporte renal, podemos seguir el líquido filtrado desde la cápsula glomerular en el interior del túbulo contorneado proximal, asa de Henle, túbulo contorneado distal y conductos colectores para ver dónde y cómo se reabsorben y secretan sustancias específicas. Debido a la reabsorción y la secreción, la composición del líquido cambia a medida que avanza a lo largo del túbulo de la nefrona y a través del conducto colector. El líquido filtrado se convierte en líquido tubular una vez que entra al túbulo contorneado proximal y el líquido excretado finalmente por los riñones es orina, que pasa desde los conductos papilares al interior de la pelvis renal.

Reabsorción en el túbulo contorneado proximal

Casi toda la reabsorción de solutos yagua del líquido filtrado tiene lugar en los túbulos contorneados proximales y la mayor parte del proceso de absorción implica Na +. Dos tipos de transportadores de Na + se localizan en el túbulo contorneado proximal: 1) varios cotransportadores Na + efectúan la reabsorción de este ion junto con varios solutos, y 2) contratransportadores Na + /H+ realizan reabsorción de Na + en intercambio con secreción de H+. Estos transportadores Na + del túbulo contorneado proximal promueven la reabsorción del filtrado de 100% de casi todos los solutos orgánicos, como glucosa y aminoácidos; 80 a 90% de HC03-; 65% del agua, Na + y K+; 50% de Cl- y una cantidad variable de Ca²⁺, Mg²⁺ Y HP0₄^2-

Normalmente, la glucosa filtrada, aminoácidos, ácido láctico, vitaminas hidrosolubles y otros nutrimentos no se pierden en la orina, puesto que se reabsorben por completo en la primera mitad del túbulo contorneado proximal (TCP) por los cotransportadores Na + localizados en la membrana apical. La figura 26.12 describe la acción de los principales cotransportadores Na + - glucosa en la membrana apical de las células del TCP. Dos iones Na + y una molécula de glucosa se unen a la proteína que cotransporta, la cual los conduce desde el líquido tubular al interior de la célula del túbulo. La glucosa que llevan los cotransportadores Na + a las células del túbulo contorneado proximal sale por difusión facilitada a través de la membrana basolateral y luego difunde en los capilares peritubulares. Otros cotransportadores Na+ en el TCP se unen a iones fosfato y sulfato, todos los aminoácidos y el ácido láctico.

Otro proceso de transporte activo secundario realiza la reabsorción de Na + y también retorna el HC03- yagua filtrados a los capilares peritubulares. Los contratransportadores Na + m+ conducen el Na + filtrado según su gradiente de concentración al interior de las células TCP en intercambio por H+ (fig. 26.13a). Así, el Na + se reabsorbe y el H+ se secreta. Las células del TCP producen continuamente el H+ necesario para mantener en funcionamiento los contratransportadores. El dióxido de carbono (C02) difunde desde la sangre peritubular o el líquido tubular, o se produce por reacciones metabólicas dentro de las células. En presencia de la enzima anhidrasa carbónica (AC), el CO2 se combina con agua (H20) para formar ácido carbónico (H2C03), que luego se disocia en (anhidrasa carbónica) CO₂ + H₂0 à H₂CO₃ à H⁺ + HCO₃^-

Este mecanismo también se encarga de reabsorber 80 a 90% de los iones bicarbonato filtrados, un importante amortiguador en el cuerpo. En la figura 26.13b se muestra la reabsorción de HC03 -. Después de que se secreta H+ en el líquido de la luz del túbulo contorneado proximal, se combina con el H C03 - filtrado. Esta reacción, catalizada por anhidrasa carbónica presente en el borde en cepillo, forma H2C03, que a su vez se disocia en CO2 y H20. El dióxido de carbono difunde entonces al interior de las células del túbulo y se une con H20 para formar H2C03, el cual se disocia en H+ y HC03- Conforme se eleva la concentración de HC03- en el citosol, HC03- sale de la célula por medio de un transportador de difusión facilitada en la membrana basolateral y difunde a la sangre junto con Na +. Asi, por cada H+ secretado en el líquido tubular, finalmente regresa a la sangre un HC03- filtrado.

Además de efectuar la reabsorción de iones sodio, los cotransportadores Na + y los contratransportadores Na + /H+ promueven la reabsorción pasiva de otros solutos. A medida que Na +, HC03-, solutos orgánicos yagua abandonan el líquido tubular debido a la operación de los cotransportadores Na + y los contratransportadores Na + /H+, la concentración de los solutos filtrados restantes se incrementa. En la segunda mitad del TCP, los gradientes eIectroquimicos de Cl^-, K⁺, Mg²⁺ y urea promueven su difusión pasiva en los capilares peritubulares a través de las vias paracelular y transcelular (fig. 26.14). Entre estos iones, CI- tiene la concentración más alta. La difusión de Cl- con carga negativa hacia el líquido intersticial por medio de la ruta paracelular confiere a dicho líquido mayor carga eléctrica negativa que el líquido tubular. Esta diferencia de potencial eléctrico favorece la reabsorción paracelular pasiva de los cationes filtrados, a sa er Na , K , Y Mg .

La reabsorción de Na + y otros solutos también promueve la reabsorción de agua por ósmosis (véase la fig. 26.14). Cada soluto reabsorbido incrementa la osmolaridad, primero dentro de la célula del túbulo, después en el líquido intersticial y por último en la sangre. Por lo tanto, el agua se desplaza con rapidez por las vías paracelular y transcelular desde el líquido tubular a los capilares peritubulares para restablecer el equilibrio osmótico. En otras palabras, la reabsorción de solutos crea un gradiente osmótico que favorece la reabsorción de agua por ósmosis. Las células de revestimiento del túbulo contomeado proximal y de la rama descendente del asa de Henle son especialmente permeables al agua porque poseen gran número de moléculas de acuaporina, una proteína de la membrana que funciona como canal acuoso.

El amoniaco (NH3) es un producto tóxico de desecho derivado de la desaminación (separación de un grupo amino) de diversos aminoácidos, que se lleva a cabo sobre todo en los hepatocitos. Además, los hepatocitos convierten casi todo el amoniaco en urea que es un compuesto menos tóxico. En el sudor se encuentran minimas cantidades de amoniaco y urea, pero la mayor parte de estos productos de desecho que contienen nitrógeno se excretan por la orina. Tanto la urea como el amoniaco en la sangre se filtran en el glomérulo y las células del túbulo contorneado proximal secretan en el líquido tubular.

Las células del túbulo contorneado proximal producen amoniaco adicional por desaminación del aminoácido glutamina en una reacción que genera NH3 y nuevo HC03-. La mayor parte del NH3 se une en seguida al H+ para convertirse en ion amonio (NH4 +» que puede sustituir el H+ en los contratransportadores Na + IH+ de la membrana apical y ser secretado en el líquido tubular.

El HC03 - se desplaza a través de la membrana basolateral y se difunde al torrente sanguíneo. La producción y secreción de amoniaco en el túbulo contorneado proximal se incrementa durante la acidosis (pH sanguineo menor de 7.35) y el aumento resultante de HC03 - sanguineo ayuda a elevar el pH sanguíneo. Por el contrario) durante la alcalosis (pH sanguíneo mayor de 7.45) la formación de amoniaco disminuye y la reducción resultante de HC03 - en sangre ayuda a bajar el pH sanguíneo. La contribución de los riñones en el equilibrio ácido- base se estudia con detalle en el capitulo 27.

Puesto que el túbulo contorneado proximal reabsorbe alrededor de 65% del agua filtrada (casi 80 mLlmin) el líquido entra al asa de Henle (AH) a una velocidad de 40 a 45 mm. En este momento) la composición química del líquido tubular es muy distinta a la del plasma sanguíneo (y también a la del filtrado glomerular) porque ya no hay glucosa) aminoácidos ni otros nutrientes. Sin embargo) la 05molaridad del liquido tubular aún se aproxima a la de la sangre, debido a que la reabsorción de agua por ósmosis mantiene el paso con la reabsorción de solutos a lo largo del túbulo contorneado proximal.

El asa de Henle reabsorbe cerca de 20 a 30% de Na +, K+ yCi+; 10 a 20% del HC03-; 35% del cr, y 15% del agua filtrados. En este sitio y por primera vez, la reabsorción de agua por ósmosis no se acopla de manera automática con la reabsorción de solutos filtrados. Por lo tanto, el asa de Henle establece la etapa de regulación independiente tanto de volumen como de osmolaridad de los líquidos corporales.

Las membranas apicales de las células de la rama ascendente gruesa del asa de Henle poseen cotransportadores Na + - K+ - 2cr que utilizan al mismo tiempo un Na +, un K+ y dos Cl del líquido de la luz tubular (fig. 26.15). El Na+ transportado activamente al líquido intersticial en la base y los lados de la célula, difunde pasivamente a los vasos rectos. El cr difunde a través de canales permeables en la membrana basolateral. Puesto que la membrana apical posee gran número de canales permeables a K+, la mayoría de estos iones transportados por los cotransportadores difunde siguiendo su gradiente de concentración de regreso al líquido tubular. Por lo tanto, el principal efecto de los cotransportadores Na + - K+ 2Cr es la reabsorción de Na + y Cl^-

El K+ con carga positiva que retorna al liquido tubular a través de los canales de la membrana apical confiere al liquido intersticial y a la sangre una carga negativa neta en relación con el liquido en la rama ascendente del asa de Henle. Esta negatividad relativa arrastra cationes (Na +, K+, ea2+ y Mg2+) desde el liquido tubular a los vasos rectos por la vía paracelular.

Aunque cerca de 15% del agua filtrada se reabsorbe en la rama descendente del asa de Henle, en la rama ascendente se reabsorbe muy poco o nada de agua debido a que las membranas apicales de las células de la rama ascendente son prácticamente impermeables al agua. Puesto que los iones se reabsorben, pero no así las moléculas de agua, la osmolaridad del líquido tubular disminuye de manera progresiva conforme el líquido fluye a lo largo de la rama ascendente.

Reabsorción en el túbulo contorneado distal

El líquido entra al túbulo contorneado distal (TCD) a una velocidad de 25 mL/min porque 80% del agua filtrada (100 mL/min) ya fue reabsorbida. Mientras el líquido fluye a través del TCD, la reabsorción de Na + y cr continúa por medio de cotransportadores Na + - cr en las membranas apicales. La bomba de sodio y los canales de escape de cr en las membranas basolaterales permiten entonces la reabsorción de Na + y cr al interior de los capilares peritubulares. La amplitud de la reabsorción de Na + y cr aquí depende de la rapidez con que llegan los iones al TCD; velocidades de llegada más altas conducen a mayor reabsorción en el TCD, el cual también es el principal sitio donde la hormona paratiroidea estimula la reabsorción de ci+. Igual que las células de la rama ascendente gruesa, las células del TCD no son muy permeables al agua, por tanto los solutos se reabsorben acompañados de muy poca agua.

Reabsorción y secreción en el conducto colector

En el momento en que el líquido alcanza el final del túbulo contorneado distal, 90 a 95% de los solutos yagua filtrados han retornado al torrente sanguineo. Recordemos que al final de dicho túbulo y en el conducto colector se encuentran dos tipos distintos de células: principales e intercaladas. En tanto que las primeras reabsorben Na + y secretan K+, las segundas reabsorben K+ y HCO) - y secretan H+.

Reabsorción de Na+ y secreción de K+ por las células principales

A diferencia de las primeras porciones de la nefrona,

el Na + pasa a través de los canales de escape de Na + de la membrana apical de las células principales, en vez de pasar a través de los cotransportadores o contratransportadores (fig. 26.16): Como siempre, la concentración de Na + en el citosol permanece baja, puesto que la bomba de sodio transporta activamente Na + a través de las membranas baso laterales. A continuación, el Na + difunde pasivamente en los capilares peritubulares desde los espacios intersticiales que rodean las células tubulares.

Normalmente, la mayor parte del K+ filtrado regresa al torrente sanguíneo a través de reabsorción para celular y transcelular en el túbulo contoneado proximal y él asa de Henle. Para ajustar la ingestión variable de potasio en la dieta y mantener una concentración estable de K+ en los líquidos corporales, las células principales secretan una cantidad variable de K+ (véase fig. 26.16). Puesto que la bomba de sodio basolateral continuamente lleva K+ al interior de las células principales, su concentración intracelular permanece alta. Los canales de escape de K+ se encuentran en las membranas apical y basolateral. Asi, algo del K+ difunde siguiendo su gradiente de concentración hacia el liquido tubular, donde la concentración de iones potasio es muy baja. Este mecanismo de secreción es la principal fuente del K+ que se excreta en la orina.

La hormona aldosterona aumenta la reabsorción de Na + yagua y la secreción de K+ de las células principales porque incrementa la actividad de las bombas de sodio y de los canales de escape existentes y también estimula la sintesis de nuevas bombas y canales. Si la concentración de aldosterona es baja, las células principales reabsorben poco Na + y también secretan poco K+, lo que puede incrementar peligrosamente la concentración sanguinea de K+. Si esto sucede, pueden desarrollarse alteraciones del ritmo cardiaco y con concentraciones más altas puede ocurrir un paro cardiaco.

La cantidad de K⁺ secretada por las células principales puede incrementarse por:

l. Concentración plasmática elevada de K. Las concentraciones elevadas de K+ en el plasma estimulan la corteza suprarrenal para liberar aldosterona.

2. Incremento de aldosterona. Esta hormona estimula las células principales a secretar una mayor cantidad de K+ en el liquido tubular.

3. Incremento en el suministro de Na +. Una concentración elevada de Na + en el liquido que llega a los conductos colectores aumenta la absorción de Na + y la secreción de K+.

Secreción de H⁺ y absorción de H(03  por las células intercaladas

Las membranas apicales de algunas células intercaladas poseen bombas de protones (H ATPasa) que secretan H ⁺ en el liquido tubular (fig. 26.17). Las células intercaladas pueden secretar H+ en contra de un gradiente de concentración de manera tan eficiente que la orina puede ser 1 000 veces (3 unidades pH) más ácida que la sangre. El HC03-, producido por disociación de H2C03 en el interior de las células intercaladas, atraviesa la membrana baso lateral usando contratransportadores CnHC03 - y se difunde hacia los capilares peritubulares (fig. 26.17a). El HC03- que entra a la sangre por este mecanismo es nuevo (no filtrado); por esta razón, la sangre que sale de los riñones tiene una concentración mayor de HC03- que la sangre que entra al riñón por la arteria renal. Es interesante que un segundo tipo de células intercaladas poseen bombas de protones en sus membranas baso laterales y contra transportadores CnHC03en sus membranas apicales; estas células secretan HC03- y reabsorben H+. Asi, los dos tipos de células intercaladas ayudan a mantener el pH de los liquidos del cuerpo de dos maneras, ya sea al excretar el exceso de H+ cuando el pH es muy bajo, o bien, el de HC03- cuando el pH es muy alto.

Algunos iones hidrógeno que se secretan en el liquido tubular del conducto colector son amortiguados. Hasta este momento, la mayoría de los iones bicarbonato filtrados han sido reabsorbidos; pocos permanecen en la luz del túbulo para combinarse con el H+ secretado y amortiguarlo. Sin embargo, otros dos amortiguadores se encuentran disponibles para combinarse con H+ (véase la fig. 26.17b). El amortiguador más abundante es HPO/- (ion fosfato monohidrógeno); también se halla NH3 (amoniaco) en menor cantidad. El H+ se combina con HPO/- para formar H2P04- (ion fosfato dihidrógeno) y con NH3 para formar NH/ (ion amonio). Puesto que estos iones no se pueden difundir de regreso a las células tubulares se excretan en la orina.

Regulación hormonal de la reabsorción y secreción tubulares

Cuatro hormonas afectan el grado de reabsorción de Na +, y agua, así como la secreción de K+ de los túbulos renales. Los reguladores hormonales más importantes en la reabsorción y secreción de electrólitos son angiotensina II y aldosterona. La principal hormona que regula la reabsorción de agua es la antidiurética. El péptido natriurético auricular desempeña una función menor en la inhibición de la reabsorción de electrólitos y agua.

Sistema renina angiotensina aldosterona

Cuando disminuyen el volumen y la presión arterial, las paredes de las arteriolas aferentes se estiran menos y las células yuxtaglomerulares secretan la enzima renina en la sangre. La estimulación simpática también favorece directamente la liberación de renina por las células yuxtaglomerulares. Esta enzima separa un péptido de 10 aminoácidos llamado angiotensina 1 del angiotensinógeno, el cual es sintetizado por los hepatocitos. Mediante la separación de otros dos aminoácid os, la enzima convertidora de angiotensina (ECA) transforma la angiotensina 1 en angiotensina 11 que es la hormona activa.

La angiotensina II afecta la función renal de cuatro maneras:

l. Disminuye la filtración glomerular por vaso constricción de las arteriolas aferentes.

2. Incrementa la reabsorción de Na +, cr yagua en el túbulo contomeado proximal por estimulación de la actividad de los contratran.sportadores Na + IH+ .

3. Estimula la corteza suprarrenal para liberar aldosterona, una hormona que por su parte estimula las células principales de los conductos colectores a fin de reabsorber más Na + y cr. La consecuencia osmótica de la menor excreción de Na + y cr es una menor excreción de agua, lo que incrementa el volumen sanguíneo.

4. Estimula la liberación de hormona antidiurética, lo que incrementa la reabsorción de agua en el conducto colector.

Hormona antidiurética

La hormona antidiurética (HA» o vasopresina) regula

la recibsorción facultativa de agua al incrementar la permeabilidad de las células principales a este liquido. En ausencia de HAD, las membranas apicales de las células principales poseen una permeabilidad muy baja al agua. Dentro de dichas células se encuentran diminutas vesículas que contienen muchas copias de una proteína del canal acuoso conocida como acuaporina 2. La HAD estimula la inserción de las vesículas que contienen acuaporina-2 en las membranas apicales mediante exocitosis. Como resultado, la permeabilidad al agua de las membranas apicales de las células principales aumenta y las moléculas de agua se desplazan con mayor rapidez del líquido tubular al interior de las células. Puesto que las membranas basolaterales siempre son permeables al agua, las moléculas de ésta se mueven rápidamente hacia la sangre. Los riñones producen cada día sólo 400 a 500 mL de orina muy concentrada cuando el nivel de vasopresina es máximo. Cuando éste disminuye, los canales de acuaporina-2 son retirados de las membranas apicales mediante endocitosis, y entonces se excreta un mayor volumen de orina más diluida.

Un sistema de retroalimentación negativa que incluye HAD regula la reabsorción facultativa de agua (fig. 26.18). En caso de que la osmolaridad o la presión osmótica del plasma y del líquido intersticial aumenten, o sea, que la concentración de agua disminuya, en una proporción tan pequeña como 1 %, los osmorreceptores en el hipotálamo detectan el cambio. Los impulsos nerviosos de estos receptores estimulan mayor secreción de vasopresina en la sangre y las células principales son más permeables al agua. Conforme la reabsorción facultativa de agua aumenta, la osmolaridad del plasma disminuye hacia la normal. En ausencia de actividad de la hormona antidiurética (una enfermedad llamada diabetes insípida), una persona puede excretar hasta 20 litros de orina muy diluida en 24 horas.

Péptido natriurético auricular

Un gran incremento del volumen sanguíneo promueve la liberación del péptido natriurético auricular (PNA). Su importancia en la regulación normal de la función tubular aún no es clara, pero puede inhibir la reabsorción de Na + y agua en el túbulo contomeado proximal y el conducto colector y suprimir la secreción de aldosterona y DAH. Estos efectos incrementan la excreción de Na + en la orina (natriuresis) e incrementan la excreción de orina (diuresis), con lo que disminuye el volumen sanguíneo.

1. Trace un diagrama que muestre cómo se reabsorben sustancias por las vías transcelular y paracelular. Indicar las membranas apical y baso lateral. ¿Dónde se localizan las bombas de sodio?

2. Describa dos mecanismos de reabsorción de Na + en el TCP, uno en el asa de Henle, otro en el TCD y uno más en el conducto colector. ¿Qué otros solutos se reabsorben o secretan junto con Na + en cada caso?

3. ¿De qué manera secretan iones hidrógeno las células intercaladas?

4. Elabore un cuadro que indique las proporciones de agua y Na + filtrados que se reabsorben en el TCP, asa de Henle, TCD y conducto colector. Indique qué hormonas, si es el caso, regulan la reabsorción en cada segmento.

Producción de orina concentrada y diluida

OBJETIVO

• Describir como produce el túbulo renal orina concentrada y diluida.

La ingestión de líquidos de una persona puede ser muy variable, pero e! volumen total de líquidos permanece bastante estable. La homeostasis de! volumen de líquido corporal depende en gran medida de la capacidad de los riñones para regular la cantidad de agua que se pierde en la orina. Si los riñones funcionan normalmente, se produce un gran volumen de orina diluida cuando la ingestión de líquido es excesiva y un volumen pequeño de orina concentrada si la ingestión es escasa o la pérdida de líquido es grande. La vosopresina regula si se forma orina concentrada o diluida. Cuando no hay DAH, la orina contiene una proporción de agua mayor que la de solutos (diluida); sin embargo, cuando la hay, se reabsorbe mucha agua de retorno a la sangre, y su proporción respecto de solutos es menor en la orina (concentrada).

Formación de orina diluida

El filtrado glomerular y la sangre muestran la misma proporción de agua y partículas de soluto; su osmolaridad es alrededor de 300 mm/litro. Como se mencionó antes, e! líquido que abandona e! túbulo contorneado proximal aún es isotónico con el plasma. Cuando la orina diluida se está formando (fig. 26.19)  la osmolaridad de! líquido en la luz de! túbulo aumenta conforme fluye hacia abajo por la rama descendente de! asa de Henle, disminuye cuando se eleva por la rama ascendente y se reduce aún más al atravesar el resto de la nefrona y el conducto colector. Estos cambios en la osmolaridad son resultado de las siguientes condiciones a lo largo del trayecto de! líquido tubular:

l. Puesto que la osmolaridad de! líquido intersticial en la médula renal aumenta de manera progresiva, cada vez se reabsorbe más agua por ósmosis conforme e! líquido tubular fluye a lo largo de la rama descendente hacia e! extremo del asa. (En breve se explicará e! origen de este gradiente osmótico medular.) Como resultado, e! líquido que permanece en la luz aumenta gradualmente su concentración.

2. Las células que recubren la rama ascendente gruesa de! asa poseen cotransportadores que reabsorben de manera activa Na +, K+ Y CI- de! líquido tubular (véase fig. 26.15). Los iones pasan desde e! líquido tubular a las células de la rama ascendente gruesa, después al líquido intersticial y por último se difunden a la sangre en los vasos rectos.

3. Aunque los solutos se reabsorben en la rama ascendente gruesa, la permeabilidad al agua en este segmento de la nefrona siempre es muy baja, de modo que e! agua no puede seguidos por ósmosis. A medida que los solutos, pero no las moléculas de agua, abandonan el líquido tubular, su osmolaridad desciende a casi 150 mm/litro. Por tanto, e! líquido que entra al túbulo contorneado distal es más diluido que el plasma.

4. En tanto el líquido continúa fluyendo por e! túbulo contorneado distal se reabsorben más so lutos, pero casi ninguna molécula de agua, ya que e! túbulo contorneado distal también es impermeable al agua independientemente de la presencia o ausencia de HAD.

 5. Por último, puesto que las células principales de los conductos colectores son impermeables al agua cuando la concentración de HAD es muy baja, el líquido tubular cada vez es más diluido a medida que avanza por el túbulo. Al momento que el líquido tubular drena en la pelvis renal, su concentración puede ser tan baja como 65 a 70 mm/litro, cuatro veces más diluido que el plasma sanguíneo o el filtrado gIomerular.

Formación de orina concentrada

Cuando la ingestión de agua es escasa o su pérdida es elevada (como sucede en la sudoración excesiva), los riñones deben conservar agua en tanto siguen eliminando desechos y exceso de iones. Bajo la influencia de HAD, los riñones producen un volumen pequeño de orina muy concentrada. Ésta puede ser cuatro veces más concentrada (hasta 1 200 mm/litro) que el plasma sanguíneo o el filtrado glomerular (300 mosm/litro ).

La capacidad del HAD para provocar la excreción de orina concentrada depende de la presencia de un gradiente osm6tico de solutos en el líquido intersticial de la médula renal. Nótese en la figura 26.20 que la concentración de solutos del líquido intersticial en el riñón aumenta de 300 mm/litro en la corteza renal a unos 1 200 mosm/litro en la profundidad de la médula renal. Los so]utos que más contribuyen a esta elevada osmolaridad son Na +, cr y urea. Dos factores principales contribuyen a establecer y mantener este gradiente osmótico: 1) diferencias en la permeabilidad y reabsorción al agua y los solutos en las diferentes secciones de las asas largas de Henle y el conducto colector y 2) el flujo contracorriente (en dirección opuesta) del líquido en las ramas vecinas ascendente y descendente del asa de Henle.

1 La producción de orina concentrada ocurre de la manera siguiente (fig. 26.20):

En las nefronas de asa larga, los cotransportadores de las células de la rama ascendente gruesa del asa de Henle establecen el gradiente osmótico en la médula renal. En la rama ascendente gruesa del asa de Henle, los cotransportadores Na + - K+ - 2Cr reabsorben Na + y Cl- (pero no agua) del líquido tubular (fig. 26.20a). Como resultado, estos iones se concentran cada vez más en el líquido intersticial del exterior de la médula. Aunque el mecanismo aún no es claro, las células de la rama ascendente delgada del asa de Henle también parecen contribuir a establecer un gradiente osmótico en el interior de la médula. Estos iones que se difunden en los vasos rectos son transportados a la profundidad del interior de la médula por el flujo sanguíneo (fig. 26.20b). Sin embargo, puesto que el flujo sanguíneo es lento en los vasos rectos hay tiempo suficiente para que haya difusión de solutos entre los líquidos tubular e intersticial y la sangre en cada nivel de la médula. Por tanto, el líquido en la rama descendente, el intersticial y el plasma alcanzan la misma osmolaridad.

2 Las células del conducto colector reabsorben mayor cantidad de agua y urea. Cuando la HAD incrementa la permeabilidad al agua de las células principales, se mueve rápidamente por ósmosis fuera del líquido tubular del conducto colector hacia el intersticial del interior de la médula y después a los vasos rectos. Con la pérdida de agua, la urea que permanece en el líquido tubular del conducto colector se concentra cada vez más. Puesto que las células profundas en la médula son permeables a la urea, ésta se difunde desde el líquido en el conducto al intersticial de la médula.

3 El reciclamiento de urea causa su acumulación en la médula renal. A medida que la urea se acumula en ellíquido intersticial, parte de ella se difunde al líquido tubular en las ramas descendente y ascendente delgada de las asas largas de Henle, que también son permeables a la urea (véase la fig. 26.20a). Sin embargo, en tanto ellíquido fluye a través de la rama ascendente gruesa, TCD, el túbulo conector y la porción cortical del conducto colector la urea permanece en la luz debido a que las células de estos segmentos son muy impermeables a ella. A medida que el líquido fluye a lo largo del conducto colector, la reabsorción de agua por ósmosis continúa debido a la presencia de vasopresina. Esta reabsorción de agua incrementa aún más la concentración de urea en el líquido tubular, más urea se difunde al líquido intersticial del interior de la médula renal y este ciclo se repite por sí solo. La transferencia repetida de urea entre segmentos del túbulo renal y el líquido intersticial de la médula se denomina reciclamiento de urea. De este modo, la reabsorci6n de agua del líquido tubular en los conductos provoca aumento de la concentración de urea en el líquido intersticial de la médula renal, lo que a su vez promueve la reabsorción de agua. Por tanto, la concentración de los solutos que permanecen en la luz aumenta mucho y se excreta un pequeño volumen de orina concentrada.

El segundo factor que contribuye al gradiente osmótico en la médula renal es el mecanismo contracorriente, que se basa en la forma de gancho para el cabello de las nefronas yuxtaglomerulares de las asas largas. En la figura 26.20a puede notarse que la rama descendente del asa de Henle transporta el liquido tubular desde la corteza renal profunda a la médula y la rama ascendente lo lleva en la dirección opuesta. Por tanto, el líquido que fluye en un tubo corre en sentido contrario al flujo del tubo paralelo cercano, un arreglo llamado flujo contracorriente.

La rama descendente del asa de Henle es bastante permeable al agua pero impermeable a solutos excepto urea. Puesto que la osmolaridad del liquido intersticial fuera de la rama descendente es mayor que la del liquido tubular en el interior de dicha rama, el agua se desplaza por ósmosis hacia afuera de la rama descendente provocando un aumento en la osmolaridad del liquido tubular. Conforme éste avanza por la rama descendente su osmolaridad aumenta cada vez más: en la parte encorvada del asa la osmolaridad puede alcanzar hasta 1 200 mosm/litro.

Como ya se hizo notar antes, la rama ascendente del asa es impermeable al agua, pero sus cotransportadores reabsorben Na + y Cí desde el liquido tubular al inters.ticial de la médula renal, de modo que la osmolaridad del líquido tubular disminuye gradualmente a medida que fluye a través de esta rama. En la unión de la médula y la corteza renales la osmolaridad del líquido tubular se reduce hasta cerca de 100 mm/litro. En resumen, el liquido tubular se concentra progresivamente a medida que fluye a lo largo de la rama descendente y se diluye de manera gradual conforme avanza por la rama ascendente.

En la figura 26.20b puede notarse que los vasos rectos también constan de porciones descendente y ascendente paralelas entre si y con el asa de Henle. Justo como el liquido tubular fluye en direcciones opuestas en el asa de Henle, asi la sangre fluye en direcciones opuestas en estas porciones ascendente y descendente de los vasos rectos. La sangre que entra a los vasos rectos tiene una osmolaridad de casi 300 mm/litro. Conforme fluyen a lo largo de la porción descendente en la médula renal, donde la concentración del liquido tubular cada vez es mayor, Na +, Cí y urea se difunden del líquido intersticial a la sangre. Pero después del aumento de osmolaridad la sangre fluye en la porción ascendente de los vasos rectos; aquí, fluye a través de una región donde el liquido intersticial cada vez es menos concentrado. Como resultado, los iones y la urea se difunden de la sangre al liquido intersticial y el agua reabsorbida difunde desde el liquido intersticial a los vasos rectos. La osmolaridad de la sangre que deja los vasos rectos sólo es ligeramente mayor que la que entra a dichos vasos. Por tanto, éstos suministran oxigeno y nutrimentos a la médula renal sin reducir el gradiente osmótico.

En la figura 26.21 se resumen los procesos de filtración, reabsorción y secreción en cada segmento de lanefrona y el conducto colector.

APLICACIÓN CLÍNICA

Diuréticos

Los diuréticos son sustancias que reducen la reabsorción renal de agua y en consecuencia causan diuresis, o sea, un volumen elevado de flujo urinario. Los diuréticos naturales incluyen cafeína, que se encuentra en café, té y refrescos de cola, y que inhibe la reabsorción de Na+; yalcohol, en cerveza, vino y cocteles, que inhibe la secreción de HAD. Casi todos los diuréticos actúan al interferir con algún mecanismo de reabsorción del Na+ filtrado. Por ejemplo, los diuréticos de asa, como furosemida (Lasix), inhiben selectivamente los cotransportadores Na + - K+ - 2Ct- de la rama ascendente gruesa del asa de Henle (véase la fig. 26.15). los diuréticos tiacídicos, como clorotiacida (Diuril), actúan sobre el túbulo contorneado distal donde promueven la pérdida de NaCt por la orina al inhibir los cotransportadores Na + CL.

Los fármacos diuréticos que disminuyen la reabsorción de Na + en el túbulo contorneado proximal o el asa de Henle permiten que líquido y solutos alcancen las partes más de esta les de la nefrona en cantidad mayor de la normal. Como respuesta al incremento de la cantidad de Na+, cr yagua que llega, el túbulo contorneado distal aumenta la reabsorción de Na + y cr y la secreción de ~. Aunque el incremento de la reabsorción fracasa al compensar la reabsorción disminuida previamente en el túbulo, el aumento de secreción de K+ a menudo causa pérdida excesiva de dicho ion en la orina. los llamados diuréticos ahorradores de potasio pueden contrarrestar este efecto; actúan sobre las células principales en el conducto colector sea para inhibir la acción de aldosterona, por ejemplo espironolactona (Aldactone), o para bloquear los canales de escape de Na + en la membrana apical (por ejemplo amilorida). Al disminuir la reabsorción de Na+, otros solutos yagua además de inhibir la secreción de ~ en las células principales, estos fármacos generan una diuresis moderada sin pérdida excesiva de K+ por la orina.

l. ¿Cómo contribuyen los cotransportadores de la rama ascendente del asa de Henle y de las células principales del conducto colector en la formación de orina concentrada?

2. Explique cómo regula la HAD la reabsorción facultativa de agua.

3. ¿Qué es el mecanismo contracorriente? ¿Cuál es su importancia?

4. ¿Qué es la diuresis? Describa el mecanismo de acción de furosemida, tiacida y diuréticos ahorradores de potasio.

EVALUACIÓN DE LA FUNCIÓN RENAL

OBJETIVOS

• Definir el análisis de orina y describir su importancia.

• Definir depuración del plasma renal y describir su importancia.

La valoración rutinaria de la función renal requiere la

evaluación tanto de la cantidad como de la calidad de la orina y la concentración de los desperdicios en sangre.

Cuadro 26.5 Características de la orina normal.

Es el análisis del volumen y las propiedades físicas, químicas y microscópicas de la orina y revela mucha información acerca del estado del cuerpo. Las principales características de la orina normal se resumen en el cuadro 26.5. El volumen de orina que elimina un adulto saludable en 24 horas es uno a dos litros. Dicha cantidad puede estar influida por ingestión de líquido, presión arterial, osmolaridad de la sangre, dieta, temperatura corporal, diuréticos, estado mental y estado general de salud. La presión arterial baja pone en marcha la vía renina, angiotensina, aldosterona, que incrementa la reabsorción de agua y sales en los túbulos renales y disminuye el volumen urinario. Por el contrario, cuando se reduce la osmolaridad de la sangre, por ejemplo, luego de ingerir un gran volumen de agua, se inhibe la secreción de HAD y se excreta un mayor volumen de orina.

Cerca de 95% del volumen total de orina es agua; el 5% restante se compone de electrólitos. solutos derivados del metabolismo celular y sustancias exógenas como fármacos. La orina normal prácticamente no contiene proteínas. Los solutos por lo general se encuentran en la orina en condiciones normales; incluyen electrólitos filtrados y secretados que no se reabsorben, mea (que proviene del desdoblamiento de proteínas), creatinina (producto del desdoblamiento de fosfato de creatina en las fibras musculares), ácido úrico (del desdoblamiento de ácidos nucleicos), urobilinógeno (del desdoblamiento de hemoglobina) y cantidades mínimas de otras sustancias, como ácidos grasos, pigmentos, enzimas y hormonas.

Si una enfermedad altera el metabolismo corporal o la función renal, pueden aparecer en la orina restos de sustancias que no se presentan normalmente, o los componentes habituales aparecen en cantidades anormales. En el cuadro 26.6 se muestra una lista de algunos componentes anormales de la orina que pueden detectarse como parte de un análisis urinario.

Cuadro 26.6 Resumen de elementos anormales en la orina.

ELEMENTOS ANORMALES

COMENTARIOS

Pruebas de Sangre

Hay dos pruebas de sangre que proporcionan información acerca de la función renal. Una es la prueba de nitrógeno ureico en sangre (NUS), la cual mide el nitrógeno sanguíneo que forma parte de la urea resultante del catabolismo y desaminación de aminoácidos. Cuando la filtración gIomerular disminuye de manera drástica, como suele ocurrir en la enfermedad renal u obstrucción del conducto urinario, NUS se eleva intensamente. Una estrategia en el tratamiento de estos pacientes es reducir al mínimo la ingestión de proteínas para disminuir la producción de urea.

Otra prueba que se emplea a menudo para evaluar la función renal es la cuantificación de creatinina en plasma, que es resultado del catabolismo del fosfato de creatina en el músculo esquelético. En condiciones normales, la concentración de creatinina en sangre se mantiene estable puesto que el volumen de excreción de creatinina en la orina es igual a la cantidad que libera el músculo. Un nivel de creatinina en sangre mayor de 1.5 mgl/mL (alrededor de 135 mm/litro), en general indica deficiencia renal. Los valores normales de las pruebas de sangre seleccionadas se presentan en el apéndice C.

Depuración renal del plasma

En el diagnóstico de problemas renales, la medición de la eficiencia de los riñones para eliminar del plasma una sustancia determinada es aún más útil que los valores del NUS y de creatinina en sangre. La depuración renal del plasma es el volumen de sangre que se "limpia" o depura de una sustancia por unidad de tiempo; casi siempre se expresa en unidades de mililitros por minuto. Una elevada depuración renal del plasma indica excreción eficiente de una sustancia en la orina; depuración baja significa excreción deficiente. Por ejemplo, la cantidad de glucosa en orina normalmente es cero, o sea, nada se excreta puesto que la depuración es completa y 100% de la glucosa filtrada retorna a la sangre por medio de reabsorción tubular. En la farmacoterapia, es necesario conocer la depuración de un fármaco para determinar la dosis correcta. Si la depuración es alta (por ejemplo, penicilina), entonces la dosis también debe ser alta y el fármaco requiere administrarse varias veces en un día para mantener una concentración terapéutica adecuada en la sangre.

La siguiente ecuación se emplea para calcular la depuración:

Depuración renal del plasma de una sustancia S = U x V/P

donde U y P son las concentraciones de la sustancia en orina y plasma, respectivamente (ambas expresadas en las mismas unidades, como mg/ml); V es la velocidad de flujo de orina en ml/min.

La depuración de un soluto depende de los tres procesos básicos de una nefrona: filtración glomerular, reabsorción y secreción tubulares. Si una sustancia se filtra pero no se reabsorbe ni secreta, entonces su depuración es igual a la filtración glomerular, puesto que todas las moléculas que atraviesan la membrana de filtración aparecen en la orina. Es muy semejante a la situación para la creatinina que pasa con facilidad el filtro, no se reabsorbe y sólo se secreta en muy pequeña cantidad. Medir la depuración de creatinina, que normalmente es 120 a 140 ml/min, es la manera más fácil de evaluar la filtración glomerular. la urea, un producto de desperdicio, se filtra, reabsorbe y secreta en volumen variable. Su depuración generalmente es menor que la FG, alrededor de 70 ml/min.

APLICACION CLÍNICA

Diálisis

Cuando los riñones de una persona están tan dañados por enfermedad o una lesión que ya no funcionan bien, entonces es necesario purificar la sangre artificialmente mediante diálisis, que consiste en separar solutos grandes de otros más pequeños por medio de una membrana con permeabilidad selectiva. Un método de diálisis es el riñón artificial, un aparato que efectúa hemodiálisis porque filtra en forma directa la sangre del paciente. Conforme la sangre fluye por los tubos construidos con una membrana dializadora selectiva mente permeable, los productos de desecho difunden de la sangre a la solución de diálisis que rodea la membrana. Dicha solución se reemplaza de manera continua para mantener gradientes de concentración favorables para la difusión de solutos hacia dentro y fuera de la sangre. Después de pasar a través del tubo de diálisis, la sangre purificada fluye de retorno al interior del cuerpo.

La diálisis peritoneal continua ambulatoria (DPCA) aprovecha el peritoneo de revestimiento de la cavidad peritoneal como membrana de diálisis. Se coloca quirúrgica mente la punta de un catéter en dicha cavidad y se conecta a una solución estéril para diálisis. El dializado fluye por gravedad en la cavidad peritoneal desde un recipiente de plástico. la solución permanece en la cavidad hasta que los productos metabólicos de desecho, exceso de electrólitos y líquido extracelular se difunden en la solución de diálisis, la cual se drena entonces por gravedad a una bolsa estéril que luego se desecha. .

l. Describa las siguientes características de la orina normal: color, turbiedad, olor, pH y peso específico.

2. Describa la composición química de orina normal.

3. ¿Cómo se evalúa la función renal?

4. Explique por qué son diferentes la depuración renal de glucosa, urea y creatinina en plasma. ¿Cómo se compara la depuración de cada uno con la filtración glomerular?

TRANSPORTE, ALMACENAMIENTO Y ELIMINACION DE ORINA

OBJETIVO

• Describir la anatomía, características histológicas y fisiológicas de los uréteres, vejiga urinaria y uretra.

La orina drena a través de los conductos papilares hacia los cálices menores, los cuales se unen para formar cálices mayores que a su vez se juntan y forman la pelvis renal (véase fig. 26.3). Desde la pelvis renal, la orina drena primero en los uréteres y luego en la vejiga urinaria; en seguida sale del cuerpo a través de la uretra (véase fig. 26.1).

Uréteres

Cada uno de los dos uréteres transporta orina desde la pelvis renal de un riñón a la vejiga urinaria. Las contracciones peristálticas de las paredes musculares de los uréteres impulsan la orina hacia la vejiga urinaria, pero la presión hidrostática y la gravedad también contribuyen. La frecuencia de las ondas peristálticas que viajan de la pelvis renal a la vejiga varía de una a cinco por minuto, según la velocidad con la cual se forma la orina.

Los uréteres son tubos estrechos de 25 a 30 cm de longitud y de paredes gruesas cuyo diámetro varía desde 1 mm hasta 10 mm a lo largo de su trayecto entre la pelvis renal y la vejiga urinaria. Igual que los riñones, los uréteres son retroperitoneales. En la base de la vejiga urinaria los uréteres se curvan en dirección medial y pasan siguiendo un curso oblicuo a través de la pared de la cara posterior de la vejiga urinaria (fig. 26.22).

Aunque no existe una válvula anatómica en el orificio de entrada de cada uréter en la vejiga, hay una válvula fisiológica muy eficiente. Conforme la vejiga se llena de orina, la presión en su interior comprime los orificios de entrada oblicuos de los uréteres y evita el flujo retrógrado de orina. Cuando esta válvula fisiológica no funciona de manera apropiada, existe la posibilidad de que los microbios viajen hacia arriba en los uréteres desde la vejiga para infectar uno o ambos riñones.

Tres capas de tejido forman la pared de los uréteres. La más profunda, o mucosa, es una membrana con epitelio transidonal (véase panel4-1E) y una lámina propia subyacente de tejido conectivo areolar con gran cantidad de colágeno, fibras elásticas y tejido linfático. El epitelio transicional puede estirarse, una notable ventaja para cualquier órgano que deba alojar un volumen variable de líquido. El moco secretado por la mucosa evita que las células entren en contacto con la orina, cuya concentración de solutos y pH pueden ser muy diferentes de la del citosol de las células que fonnan la pared de los uréteres. A través de casi toda la longitod de los uréteres, la capa intermedia, la muscular, se compone de capas longitudinales internas y circulares externas de fibras de músculo liso, un arreglo opuesto al del conducto gastrointestinal que contiene capas circulares internas y longitudinales externas; la muscular del tercio distal de los uréteres también contiene una capa externa de fibras musculares 10 longiitudinales.Por tanto, la muscular del tercio distal del uréter comprende longitudinales interna y externa y circular media. Su principal función es la peristalsis. La capa superficial de los uréteres es la adventicia, una capa de tejido conectivo. areolar que contiene vasos sanguíneos y linfáticos, así como nervios que inervan la muscular y la mucosa. La adventicia se integra al tejido conectivo circundante y fija los uréteres en su sitio.

Vejiga urinaria

La vejiga urinaria es un órgano muscular hueco, distensible, situado en la cavidad pélvica posterior hasta la sínfisis del pubis. En varones tiene una ubicación directamente anterior al recto; en mujeres está por delante de la vagina y debajo del útero (véase fig. 28.13b). Se mantiene en su posición mediante pliegues peritoneales. La forma de la vejiga urinaria depende de la cantidad de orina que contenga. Vacía, se encuentra colapsada; cuando está ligeramente distendida adopta forma esférica; conforme aumenta el volumen de orina adquiere forma de pera y se eleva en la cavidad abdominal. la capacidad de la vejiga urinaria varía de 700 a 800 ml; es más pequeña en mujeres debido a que el útero ocupa el espacio justo arriba de la vejiga.

Anatomía de histología de la vejiga urinaria

En el piso de la vejiga urinaria se encuentra una pequeña región triangular llamada el trigono, cuyas dos esquinas posteriores contienen los dos orificios de los uréteres, en tanto que la abertura en la uretra, el orificio interno uretral, se sitúa en la esquina anterior (véase fig. 26.22). Puesto que la mucosa del trígono se encuentra firmemente unida a la muscular, tiene un aspecto liso.

Tres capas constituyen la pared de la vejiga urinaria. La más profunda es la mucosa, una membrana compuesta de epitelio transicional y una lámina propia subyacente similar a la de los uréteres. También hay rugosidades (pliegues de mucosa). Rodeando la mucosa se encuentra la muscular intermedia, también llamada músculo detrusor, que consta de tres capas de fibras musculares lisas: la interna y la externa longitudinales, la intermedia circular. Alrededor de la abertura de la uretra las fibras circulares forman un esfínter uretral interno; por debajo de éste se encuentra el esfínter uretral externo, que se compone de músculo esquelético y es una modificación del músculo del dlafragma urogenital (véase fig. 11.12). la capa más superficial de la vejiga urinaria sobre las superficies posterior e inferior es la adventicia, una capa de tejido conectivo areolar que se continúa con la de los uréteres. Sobre la superficie superior de la vejiga urinaria está la serosa, una capa de peritoneo visceral.

Reflejo de la micción

La salida de la orina de la vejiga, llamada micción, también se conoce como orinar o vaciar la vejiga. Este proceso se lleva a cabo por medio de una combinación de contracciones musculares voluntarias e involuntarias.

Cuando el volumen de orina en la vejiga es mayor de 200 a 400 ml, su presión aumenta de manera considerable y el estiramiento de receptores en su pared transmite impulsos nerviosos a la médula espinal. Estos impulsos se propagan al centro de la micción en los segmentos S2 y S3 de la médula espinal sacra donde desencadenan un reflejo raquídeo llamado reflejo de la micción. En este arco reflejo, impulsos parasimpáticos del centro de la micción se propagan a la pared de la vejiga y el esfínter uretral interno. los impulsos nerviosos causan contracción del músculo detrus9r y relajación del músculo esfínter uretral interno. Al mismo tiempo, el centro de la micción inhibe las motoneuronas somáticas que inervan el músculo esquelético en el esfínter uretral externo. la micción tiene lugar por contracción de la pared vesical y relajación de los esfínteres. El llenado de la vejiga provoca una sensación de plenitud que inicia el deseo consciente de orinar antes que ocurra en realidad el reflejo de la micción. Aunque el vaciamiento de la vejiga es un reflejo, en la primera infancia se aprende a iniciar y detenerlo de manera voluntaria. A través del aprendizaje del control del músculo esfínter uretral externo y de ciertos músculos del piso pélvico, la corteza cerebral puede iniciar o retardar la micción durante un tiempo limitado.

Uretra

La uretra es un pequeño tubo conductor que va del orificio uretral interno en el piso de la vejiga urinaria al exterior del cuerpo (véase fig. 26.1). Tanto en varones como en mujeres, la uretra es la porción terminal del sistema urinario y la vía de paso para expulsar orina del cuerpo; en varones también da salida al semen.

En mujeres, la uretra se sitúa directamente detrás de la sínfisis del pubis, se dirige en sentido oblicuo hacia abajo y adelante y posee una longitud de 4 cm (véase fig. 28.13b). El orificio de abertura de la uretra al exterior, el orificio uretr81 externo, se localiza entre el clítoris y el orificio vaginal (véase fig. 28.22). La pared de la uretra femenina consta de una mucosa profunda y una muscular superficial. La primera es una membrana que se compone de epitelio y lámina propia (tejido conectivo areolar con fibras elásticas y un plexo venoso). La segunda consta de fibras milisculares lisas dispuestas circularmente y se continúa con la de la vejiga urinaria. Cerca de esta última, la mucosa contiene epitelio transicional que se continúa con el de la vejiga; próximo al orificio uretral externo el epitelio es estratificado escamoso no queratinizado. Entre estas áreas, la mucosa contiene epitelio circular estratificado o seudoestratificado.

En varones, la uretra también se extiende desde el orificio uretral interno al exterior, pero su longitud y paso a través del cuerpo es muy diferente en comparación con las mujeres (véanse figs. 28.3 y 28.12). La uretra masculina pasa primero a través de la glándula prostática, luego atraviesa el diafragma urogenital y por último a través del pene, una distancia de 15 a 20 cm.

La uretra de los varones, que también contiene una mucosa profunda y una muscular superficial, se subdivide en tres regiones anatómicas: 1) la uretra prostática que pasa a través de la glándula próstata, 2) la uretra membranosa, la porción más corta, pasa a través del diafragma urogenital, y 3) la uretra esponjosa, la porción más larga, pasa a través del pene. El epitelio de la uretra prostática se continúa con el de la vejiga urinaria y contiene epitelio transicional que más distalmente se convierte en circular estratificado o seudoestratificado. La mucosa de la uretra membranosa consta de epitelio circular estratificado o seudoestratificado. El epitelio de la uretra esponjosa es circular estratificado o seudoestratificado, excepto cerca del orificio uretral externo, donde es epitelio escamoso estratificado no queratinizado. La lámina propia de la uretra masculina es tejido conectivo areolar con fibras elásticas y un plexo venoso.

 La capa muscular de la uretra prostática se compone de pequeños manojos de fibras de músculo liso, principalmente circulares y superficiales respecto de la lámina propia; estas fibras ayudan a formar el esfínter uretral interno de la vejiga urinaria. La capa muscular de la uretra membranosa consta de fibras de músculo esquelético del diafragma urogenital dispuestas en círculo que conforman el esfínter uretral externo de la vejiga urinaria.

APLICACIÓN CLÍNICA

Incontinencia urinaria

La falta de control voluntario sobre la micción se llama incontinencia urinaria. En lactantes y niños menores de dos a tres años de edad, la incontinencia es normal debido a que las neuronas del músculo esfinter uretral externo no están completamente desarrolladas, y la micción tiene lugar siempre que la vejiga se distiende lo bastante para estimular el reflejo de la micción. La incontinencia urinaria también se presenta en adultos. De los más de 10 millones de adultos en Estados Unidos que sufren dicho trastorno, uno a dos millones presentan incontinencia por estrés, en la cual el esfuerzo físico que incrementa la presión abdominal, como tos, estornudo, risa, ejercicio, embarazo o simplemente caminar causa fuga de orina de la vejiga. Otras causas de incontinencia en adultos son lesión a los nervios que controlan la vejiga urinaria, pérdida de la flexibilidad de esta última con la edad, enfermedad o irritación de la vejiga o la uretra, daño al esfinter uretral externo o ciertos fármacos. Y, comparados con no fumadores, quienes fuman tiene un riesgo dos veces mayor de desarrollar incontinencia.

l. ¿Qué fuerzas ayudan a impulsar la orina desde la pelvis renal a la vejiga?

2. ¿Qué es la micción? Describa el reflejo de la micción.

3. Compare la ubicación, longitud y características histológicas de la uretra en el varón y la mujer.

MANEJO DE DESECHOS EN OTRAS PARTES DEL CUERPO

OBJETIVO

• Describir cómo se manejan los desechos en el cuerpo.

Como hemos visto, justamente una de las muchas funciones del sistema urinario es ayudar al cuerpo a eliminar algunas clases de materiales de desperdicio. Además de los riñones, otros tejidos, órganos y procesos contribuyen. al confinamiento transitorio de desechos, a su transporte para eliminados, a su reciclamiento y la excreción de sustancias tóxicas o en exceso en el cuerpo. Estos sistemas de manejo de desperdicios incluyen lo siguiente:

• Amortiguadores propios del cuerpo. Éstos unen los iones hidrógeno (H+) en exceso, y por tanto previenen un incremento de la acidez de los líquidos corporales. Los amortiguador son como botes de basura porque tienen capacidad limitada; con el tiempo los H+, igual que los papeles en un bote de basura, deben eliminarse del cuerpo por excreción.

• Sangre. El torrente sanguíneo suministra servicios de recolección y entrega para el transporte de desperdicios, de manera muy parecida a los servicios que prestan los camiones de basura y el sistema de alcantarillado a una comunidad.

• Hígado. Es el sitio primario para reciclamiento metabólico, como ocurre, por ejemplo, en la conversión de aminoácidos en glucosa o de ésta en ácidos grasoso También se encarga de convertir sustancias tóxicas en otras menos tóxicas, como el amoniaco en urea. Estas funciones del hígado se describen en los capítulos 24 y 25.

• Pulmones. Con cada espiración, los pulmones excretan CO2 y expulsan calor y un poco de vapor de agua.

• Glándulas sudoríparas (sudor). Las glándulas sudoríparas de la piel ayudan a eliminar el exceso de calor, agua Y CO2 además de pequeñas cantidades de sales y también urea, en especial durante el ejercicio.

• Tubo digestivo. A través de la defecación, este conducto elimina sólidos, alimentos no digeridos; desperdicios; algo de CO2; agua, sales y calor.

ANATOMÍA DEL DESARROLLO DEL SISTEMA URINARIO

OBJETIVO

• Describir el desarrollo del sistema urinario.

En la tercera semana del desarrollo fetal, una porción del mesodermo a lo largo de la cara posterior del embrión, el mesodermo intermedio, comienza a diferenciarse en riñones. En periodos sucesivos se forman tres pares de riñones en el mesodermo intermedio: pronefros, mesonefros y metanefros (fig. 26.23). Sólo el último par permanece como los riñones funcionales del recién nacido.

El primer riñón en formarse, el pronefros, es el más alto de los tres y posee un conducto pronéfrico acompañante. Este conducto desemboca en la cloaca, que funciona como un orificio de salida común de los conductos urinario, digestivo y reproductor. El pronefros comienza a sufrir un proceso degenerativo durante la cuarta semana y ha desaparecido por completo a la sexta; sin embargo, los conductos pronéfricos permanecen.

El segundo riñón, el mesonefros, reemplaza al pronefros. La porción retenida del conducto pronéfrico, que se conecta al mesonefros, se desarrolla en el conducto mesoné&ico. El mesonefros comienza a sufrir degeneración a la sexta semana y casi ha desaparecido a la octava.

Alrededor de la quinta semana, una excrecencia mesodérmica, llamada yema uretérica, se desarrolla desde el extremo distal del conducto mesonéfrico cerca de la cloaca. El metane&os, o último riñón, se desarrolla a partir de la yema uretérica y el mesodermo metanéfrico. La yema uretérica forma los conductos colectores, cálices, pelvis renal y uréter. El mesodermo metané&ico forma las nefronas de los riñones. Al tercer mes, los riñones fetales comienzan a excretar orina en el líquido amniótico circundante; en realidad, la orina fetal constituye gran parte del líquido amniótico.

Durante el desarrollo, la cloaca se divide en un seno urogenital, en el cual se vacían los conductos urinario y genital, y un recto que desemboca en el conducto anal. La vejiga urinaria se desarrolla del seno urogenital. En mujeres la uretra se desarrolla como resultado del alargamiento del conducto corto que se extiende desde la vejiga urinaria hasta el seno urogenital. El vestíbulo, en el cual se vacían los conductos urinario y genital, también se deriva del seno urogenital, lo mismo que en varones, pero en ellos la uretra es mucho más larga y complicada.

 Con el envejecimiento, los riñones reducen su. tamaño, tienen menor flujo sanguíneo y filtran menos sangre. La masa de los dos riñones disminuye desde un promedio de 260 g a los 20 años de edad a menos de 200 g a la edad de 80 años. De igual manera, el flujo sanguíneo renal y la filtración disminuyen un 50% entre las edades de 40 a 70 años. Las enfermedades renales que son más comunes con la edad incluyen inflamación renal aguda y crónica, así como cálculos. Puesto que la sensación de sed baja con la edad, los individuos de edad avanzada son susceptibles a la deshidratación. Las infecciones en vías urinarias son más comunes entre los ancianos, igual que la poliuria (producción excesiva de orina), nocturia (micción excesiva por la noche), aumento en la frecuencia de la micción, disuria (dolor al orinar), retención o incontinencia urinarias y hematuria (sangre en la

orina). El cáncer de próstata es la enfermedad maligna más común en ancianos (véase el capítulo 28).

OBJETIVO

• Describir los efectos del envejecimiento sobre el sistema urinario.

CÁLCULOS RENALES

Los cristales de sales en la orina ocasionalmente se precipitan y solidifican en masas insolubles llamadas cálculos o piedras renales. Por lo general contienen cristales de oxalato de calcio, ácido úrico o fosfato de calcio. Las condiciones que llevan a la formación de cálculos son poca ingestión de agua, orina anormalmente aIcalina o ácida y sobreactividad de las gIánduJas paratiroides. Cuando un cálculo se aloja en un paso estrecho, como un uréter, el dolor puede ser muy intenso. La litotripsia con ondas de choque es una alternativa a la extirpación quirúrgica de los cálculos renales. Un dispositivo, llamado litotripsor, suministra ondas sonoras breves de alta intensidad a través de un cojín lleno de agua. En un lapso de 30 a 60 minutos, 1 000 o más ondas hidráulicas de choque pulverizan el cálculo hasta que los fragmentos son lo bastante pequeños para salir por la orina.

INFECCIONES EN VÍAS URINARIAS

El término infección en vías urinarias (IVU) se emplea para describir la infección de una parte del sistema urinario o la presencia de gran número de microbios en la orina. Las IVU son más comunes en mujeres debido a que su uretra es más corta. Los síntomas incluyen ardor o dolor al orinar, micción urgente y frecuente, dolor lumbar y enuresis nocturna. Las IVU comprenden uretritis (inflamación de la uretra), cistitis (inflamación de la vejiga urinaria) y pielonefritis (inflamación de los riñones). Si ésta se hace crónica, se forma tejido cicatriza) en los riñones con daño grave a la función renal.

ENFERMEDADES GLOMERULARES

Varias enfermedades pueden dañar los glomérulos renales, directa o indirectamente como consecuencia de padecimiento en otra parte del cuerpo. Por lo regular, la membrana de filtración sufre daño y su permeabilidad se incrementa.

La glomerulonefritis es una inflamación del riñón que afecta los glomérulos. Una de las causas más comunes es una reacción alérgica a toxinas producidas por bacterias estreptocócicas que han infectado recientemente otra parte del cuerpo, en especial la faringe. Los glomérulos llegan a estar tan inflamados, edematosos e ingurgitados con sangre que la membrana de filtración permite que células sanguíneas y proteínas del plasma entren al filtrado. Como resultado, la orina contiene muchos eritrocitos (hematuria) y gran cantidad de proteína. Los glomérulos pueden sufrir daño permanente, conduciendo a insuficiencia renal crónica.

El síndrome nefrótico es una enfermedad caracterizada por proteinuria (proteína en la orina) e hiperlipidemia (concentración elevada en sangre de colesterol, fosfolípidos y trigIicéridos). La proteinuria se debe a un incremento de permeabilidad de la membrana de filtración, que permite el escape de proteínas, en especial albúmina, de la sangre a la orina. La pérdida de albúmina produce hipoalbuminemia (concentración baja de esta proteína en sangre) una vez que la producción de albúmina en el hígado fracasa para satisfacer el incremento de la pérdida urinaria. El edema, casi siempre alrededor de los ojos, tobillos, pies y abdomen, aparece en el síndrome nefrótico puesto que la pérdida de albúmina de la sangre disminuye la presión osmótica coloidal de la sangre. El síndrome nefrótico se relaciona con varias enfermedades glomerulares de causa desconocida y también con sistémicas como diabetes mellitus, lupus eritematoso sistémico (LES), algunas variedades de cáncer y si da.

INSUFICIENCIA RENAL

Es la reducción o interrupción de la filtración glomerular. En la insuficiencia renal aguda (IRA) los riñones cesan de manera abrupta su función por completo (o casi por completo). La principal característica de IRA es que el flujo de orina se suprime, lo que en general se nota por oliguria, que es una excreción urinaria diaria menor de 250 ml, o por anuria, excreción urinaria diaria menor de 50 mL. Las causas son menor volumen de sangre (por ejemplo, a causa de hemorragia), disminución del gasto cardiaco, daño a los túbulos renales, cálculos renales, colorantes empleados para visualizar vasos sanguíneos en la angiografia, fármacos anti- inflamatorios no esteroideos y algunos antibióticos. La insuficiencia renal ocasiona edema debido a la retención de sal yagua; acidosis por la incapacidad de los riñones para excretar sustancias ácidas; incremento en la concentración de urea debido a la excreción renal deficiente de productos metabólicos de desecho; concentración elevada de potasio que puede conducir a paro cardiaco; anemia, puesto que los riñones ya no producen suficiente eritropoyetina para la producción adecuada de eritrocitos; y osteomalacia, debido a que los riñones han perdido su capacidad de convertir la vitamina D en calcitriol, necesario para la absorción adecuada de calcio del intestino delgado.

Insuficiencia renal cr6nica (IRC) se refiere a una reducción progresiva y casi siempre irreversible en la filtración glomerular (FG). La IRC puede ser resultado de glomerulonefritis crónica, pielonefritis, enfermedad por riñón poliquístico o pérdida de tejido renal por traumatismo. Se desarrolla en tres etapas. En la primera, reserva renal disminuida, hay destrucción de nefronas hasta que se pierde alrededor de 75% de las nefronas funcionales. En esta etapa, una persona quizá no presente signos o síntomas puesto que las nefronas restantes se hipertrofian y encargan de la función de aquellas que se han perdido. Después de perder 75% de las nefronas, el sujeto entra a la segunda etapa, llamada insuficiencia renal, caracterizada por una disminución de la FG e incremento de la concentración en sangre de desechos nitrogenados y creatinina. Además, los riñones no pueden concentrar o diluir de manera eficiente la orina. La etapa final, denominada insuficiencia renal en etapa terminal, aparece cuando se ha perdido alrededor de 90% de las nefronas. En esta etapa, la FG disminuye a 10 o 15% de lo normal, se presenta oliguria y las concentraciones sanguíneas de desperdicios nitrogenados y de creatinina aumentan aún más. Las personas con insuficiencia renal en etapa terminal requieren terapéutica con diálisis y son posibles candidatos para un trasplante de riñón.

ENFERMEDAD POR RIÑÓN POLIQUÍSTICO

Es una de las enfermedades hereditarias más comunes. En lactantes causa la muerte al nacimiento o poco después; en adultos, 6 a 120/0 de los trasplantes de riñón se deben a este padecimiento. En la enfermedad por riñón poliquístico (ERP), los túbulos renales se llenan con cientos o miles de quistes (cavidades llenas de líquido). Además, la apoptosis inapropiada (muerte celular programada) de células en los túbulos no quísticos conduce a daño progresivo de la función renal y con el tiempo a insuficiencia renal en etapa terminal.

Las personas con ERP también pueden tener quistes y apoptosis en hígado, páncreas, bazo y gónadas; mayor riesgo de aneurisma cerebral; defectos valvulares cardiacos, y divertículos en el colon. Por lo regular, los síntomas pasan inadvertidos hasta la edad adulta, cuando los pacientes pueden presentar dolor lumbar, infecciones en vías urinarias, sangre en la orina, hipertensión y grandes masas abdominales. El avance a insuficiencia renal puede disminuir con fármacos que restablezcan la presión arterial normal, al restringir proteína y sal en la dieta y mediante el control de las infecciones en vías urinarias.

Azoemia. Presencia de urea u otras sustancias nitrogenadas en la sangre.

Cistocele. Hernia de la vejiga urinaria. Enuresis. Micción involuntaria después de la edad en la cual normalmente se ha logrado el control voluntario.

Enuresis nocturna. Descarga de orina durante el sueño, humedeciendo la cama; ocurre en casi 15% de los niños de cinco años de edad y en general se resuelve de manera espontánea; sólo aflige a 1 % de los adultos. Puede obedecer a una base gen ética, puesto que este trastorno se presenta con mayor frecuencia en gemelos idénticos que en gemelos fraternos y más a menudo en niños cuyos padres o hermanos padecieron enuresis. Las causas posibles son capacidad vesical menor de lo normal, no despertar en respuesta a la vejiga llena y producción arriba de lo normal de orina durante la noche. También se conoce como nocturia.

Estenosis. Estrechamiento de la luz de un conducto u órgano hueco, como puede ocurrir en el uréter, uretra o cualquier otra estructura tubular en el cuerpo.

Pielograma intravenoso o PIV. Radiografía (rayos x) de los riñones después de inyección intravenosa de un colorante. Poliuria. Formación excesiva de orina.

Retenci6n urinaria. Deficiencia para efectuar la micción completa o normal; a veces se debe a obstrucción en la uretra o cuello de la vejiga urinaria. contracción nerviosa de la uretra o falta del estímulo para orinar. En varones. la hipertrofia prostática puede comprimir la uretra y causar retención urinaria.

GUÍA DE ESTUDIO

INTRODUCCIÓN (p. 923)

l. Los órganos de sistema urinario son los riñones, uréteres, vejiga urinaria y uretra.

2. Después de que los riñones filtran la sangre y retornan la mayor parte del agua y muchos solutos al torrente sanguíneo, el agua y los solutos restantes constituyen la orina.

RESUMEN DE LAS FUNCIONES DEL RIÑÓN (p. 923)

l. Los riñones regulan la composición iónica de la sangre, osmolaridad sanguínea, volumen de la sangre, presión arterial y pH sanguineo.

2. Los riñones también efectúan gluconeogénesis, liberan calcitriol y eritropoyetina y excretan desechos y sustancias extrañas.

ANATOMÍA E HISTOLOGÍA DE LOS RIÑONES (p. 924)

1. Los riñones son órganos retroperitoneales unidos a la pared posterior del abdomen.

2. Tres capas de tejido rodean los riñones: cápsula renal, cápsula adiposa y fascia renal.

3. Internamente, los riñones constan de corteza, médula, pirámides, papilas, columnas, pelvis renales y cálices.

4. La sangre fluye al interior del riñón a través de la arteria renal y sucesivamente en arterias segmentarias, interlobulares, arciformes e interlobulillares; arteriolas aferentes; capilares gIomerulares; arteriolas eferentes, capilares peritubulares y vasos rectos; y venas interlobulares, arciformes, interlobulares y segmentarias antes de salir al exterior del riñón a través de la vena renal.

5. Nervios vasomotores de la división simpática del sistema nervioso autónomo inervan los vasos sanguíneos del riñón; éstos ayudan a regular el flujo de sangre a través del riñón.

6. La nefrona es la unidad funcional de los riñones. Una nefrona consta de un corpúsculo renal (gIomérulo y cápsula glomerular o de Bowman) y un túbulo renal.

7. Un túbulo renal se compone de un túbulo contorneado proximal, un asa de Henle y un túbulo contorneado distal, que drena en un conducto colector (que comparten varias nefronas). El asa de Henle consta de una rama descendente y una ascendente.

8. Una nefrona cortical posee un asa corta que sólo penetra en la región superficial de la médula renal; una nefrona yuxtamedular posee un asa de Henle larga que se extiende a través de la médula renal casi hasta la papila renal.

9. Toda la pared de la cápsula glomerular, túbulo renal y conductos se compone de una sola capa de células epiteliales. El epitelio muestra características histológicas distintivas en diferentes partes del túbulo. El cuadro 26.1 resume las características histológicas del túbulo renal y conducto colector.

10. El aparato yuxtaglomerular (AYG) consta de las células yuxtaglomerulares, de una arteriola aferente y de la mácula densa de la porción final de la rama ascendente del asa de Henle.

RESUMEN DE LA FISIOLOGÍA RENAL (p. 933) l.

Las nefronas realizan tres tareas básicas: filtración glomerular, secreción y reabsorción tubulares.

FILTRACIÓN GLOMERULAR (p. 934)

l. El líquido que entra al espacio capsular es el filtrado glomerular.

2. La membrana de filtración (endotelial-capsular) consta de

endotelio glomerular, lámina basal y hendiduras de filtración entre los pedicelos de los podocitos.

3. La mayoría de las sustancias del plasma atraviesan con facilidad el filtro glomerular. Sin embargo, por lo regular las células sanguíneas y casi todas las proteínas no se filtran.

4. El filtrado glomerular puede llegar hasta 180 litros de líquido por día, lo cual ocurre debido a que el filtro es delgado y poroso, la presión arterial capilar alta y los capilares glomerulares largos.

5. La presión hidrostática de la sangre glomerular (PHSG) promueve la filtración en tanto que la presión hidrostática capsular (PHC) y la presión osmótica coloidal de la sangre (POCS) se oponen a la filtración. La presión neta de filtración (PNF) = PHSG - PHC - POCS. Es de unos 10 mm Hg.

6. La filtración glomerular (FG) es la cantidad de líquido filtrado que se forma en ambos riñones por minuto; normalmente es de 105 a 125 mm/min..

7. La filtración glomerular depende de la autorregulación renal y las regulaciones neural y hormonal. El cuadro 26.2 resume la regulación de FG.

REABSORCIÓN Y SECRECIÓN TUBULARES (p. 938)

l. La reabsorción tubular es un proceso selectivo que recupera materiales del líquido tubular y los regresa al torrente sanguíneo. Las sustancias reabsorbidas comprenden agua, glucosa,

aminoácidos, urea y iones como sodio, cloruro, potasio, bicarbonato y fosfato (véase cuadro 26.3).

2. Algunas sustancias no necesarias para el cuerpo se eliminan de la sangre y descargan en la orina por secreción tubular. Éstas incluyen iones (K+, H+ y NH4+), urea, creatinina y ciertos fármacos.

3. Las vías de reabsorción son las rutas paracelular (entre las células tubulares) y transcelular (a través de las células tubulares).

4. La máxima cantidad de una sustancia que puede reabsorberse por unidad de tiempo se llama transporte máximo (T m)'

5. Alrededor de 90% de la reabsorción de agua es obligatoria, tiene lugar vía ósmosis, junto con la reabsorción de solutos. El 10% restante es reabsorción facultativa de agua, que varía según las necesidades del cuerpo y es regulada por HAD.

6. El Na ⁺ se reabsorbe a través de la membrana basolateral por medio de transporte activo.

7. En el túbulo contorneado proximal, los iones sodio se reabsorben a través de la membrana apical mediante cotransportadores Na + -glucosa y contratransportadores Na + IH+; el agua se reabsorbe por ósmosis; Cl-, K+, Ca2+, Mg2+ y urea lo hacen por difusión pasiva; y NH3 Y NH4 + se secretan.

8. El asa de Henle reabsorbe 20 a 30% del Na +, K+, ci+ Y HC03 filtrados; 35% del Cl filtrado y 15% del agua filtrada.

9. El túbulo contorneado distal reabsorbe iones sodio y cloruro mediante cotransportadores Na + - Cl-.

10. En el conducto colector, las células principales reabsorben Na + y secretan K⁺. Algunas células intercaladas reabsorben K y HC03- y secretan H+ en tanto que otras células intercaladas secretan HC03-.    

11. La angiotensina 11, aldosterona, hormona antidiurética y péptido natriurético auricular regulan la reabsorción de solutos y agua, según se resume en el cuadro 26.4.

12. En ausencia de HAD, los riñones producen orina diluida; los túbulos renales absorben más solutos que agua.

13. En presencia de HAD, los riñones producen orina concentrada; se reabsorben grandes cantidades de agua del liquido tubular hacia el intersticial, incrementando la concentración de solutos de la orina.

14. El mecanismo contracorriente establece un gradiente osmótico en el liquido intersticial de la médula renal que permite producir orina concentrada cuando se presenta HAD.

EVALUACIÓN DE LA FUNCIÓN RENAL (p. 952)

l. El análisis de orina, como su nombre lo indica, analiza el volumen y las propiedades físicas, químicas y microscópicas de una muestra de orina. El cuadro 26.5 resume las principales características físicas de la orina.

2. Desde el punto de vista químico la orina contiene alrededor de 95% de agua y 5% de solutos. Éstos normalmente incluyen urea, creatinina, ácido úrico, urobilinógeno y varios ion es.

3. El cuadro 26.6 presenta una lista de varios componentes anormales que pueden detectarse en un análisis de orina, entre ellos albúmina, glucosa, eritrocitos y leucocitos, cuerpos cetónicos, bilirrubina, urobilinógeno en exceso, cilindros y microbios.

4. La depuración renal consiste en la capacidad de los riñones de limpiar (retirar) una sustancia específica de la sangre.

TRANSPORTE, ALMACENAMIENTO Y ELIMINACIÓN DE ORINA (p. 954)

1. Los uréteres son retroperitoneales y constan de mucosa, muscular y adventicia. Transportan orina desde la pelvis renal a la vejiga urinaria, principalmente por medio de peristalsis.

2. La vejiga urinaria se localiza en la cavidad pélvica detrás de la sínfisis del pubis; su función es almacenar orina antes de que sea evacuada por la micción.

3. La vejiga urinaria se compone de una mucosa con pliegues, una muscular (músculo detrusor) y una adventicia (serosa sobre la superficie superior).

4. El reflejo de la micción descarga la orina de la vejiga urinaria vía impulsos parasimpáticos que causan contracción del músculo detrusor y relajación del esfinter uretral interno y a través de la inhibición de impulsos en motoneuronas somáticas hacia el esfinter uretral externo.

5. La uretra es un tubo que va del piso de la vejiga urinaria al exterior. Sus caracteristicas anatómicas e histológicas difieren en mujeres y varones. En ambos sexos la función de la uretra es descargar la orina del cuerpo; en los varones también da salida al semen.

MANEJO DE DESECHOS EN OTRAS PARTES DEL CUERPO (p. 958)

l. Además de los riñones, otros tejidos, órganos y procesos confinan de manera transitoria desechos, transportan materiales de desperdicio para su eliminación, reciclan materiales y excretan sustancias tóxicas o en exceso.

2. Los amortiguadores se unen al exceso de H+, la sangre transporta desechos, el hígado convierte sustancias tóxicas en otras menos tóxicas, los pulmones exhalan CO2, las glándulas sudoríparas ayudan a eliminar el exceso de calor y el conducto gastrointestinal excreta desechos sólidos.

ANATOMÍA DEL DESARROLLO DEL SISTEMA URINARIO (p. 958)

l. Los riñones se desarrollan a partir del mesodermo intermedio.

2. Se desarrollan en la siguiente secuencia: pronefros, metanefros. Sólo este último permanece y forma los riñones funcionales.

ENVEJECIMIENTO Y SISTEMA URINARIO (p. 959)

l. Con el envejecimiento, los riñones reducen su tamaño y su flujo sanguíneo y filtran menos sangre.

2. Los problemas comunes relacionados con el envejecimiento incluyen infecciones en vías urinarias, incremento de la frecuencia de la micción, retención o incontinencia urinarias y cálculos renales.

CUESTIONARIO DE AUTOEVALUACIÓN

1.- Relaciones ambas columnas

2.- Relacione ambas columnas