11.3. El riñón

EL RIÑÓN

Función de los riñones1.3.1 Definición de excreción• El plasma sanguíneo es una solución en continuo cambio.• El plasma contiene los desechos del metabolismo celular,

como la urea que resulta de la desaminación de los aminoácidos.

• El plasma necesita ser filtrado y purificado, y esa es la función del riñón.

• La excreción consiste en expulsar del cuerpo los productos de desecho de las rutas metabólicas.

Estructura del riñón: corteza renal, la médula, la pelvis renal, el uréter y los vasos sanguíneos renales.

Anatomía detallada del riñón

Diagrama del glomérulo y de la nefrona asociada con la función de cada parte.•La nefrona es la unidad funcional del riñon. Cada uno tiene más de un millón de nefronas. Están formadas por:

– Arteriola aferente: Trae sangre a la nefrona para ser filtrada.– Efferent arteriole: Saca la sangre de la nefrona (excepto los componentes eliminados).– Glomerulo: Ovillo de capilares en los que tiene lugar la filtración.– Cápsula de Bowman: Primera parte de la nefrona que rodea el glomérulo y que recibe el

filtrado procedente de la sangre.– Túbulo contorneado proximal: Donde tiene lugar la mayor parte de la reabsorción. También

se produce parte de la secreción sustancias al filtrado desde la sangre.– Asa de Henle: Es la responsible de mantener un gradiente de concentración en la médula. – Túbulo contorneado distal: Último lugar en el que realiza la reabsorción. Se secreta algunas

sustancias desde la sangre a la orina.– Tubo colector: Alimenta el ureter y en él tiene lugar la osmorregulación.– Vasa Recta: Red de capilares sanguíneos que reabsorbe componentes previamente filtrados.

La nefrona es la unidad funcional del riñón

La nefrona

Estructura: Corpúsculo

Glomérulo Cápsula de Bowman

Túbulo T. Contorneado Proximal Asa de Henle T. Contorneado Distal T. Colector

AA

AE

Vasos sanguíneos en el riñon

glomérulo

Capilares peritubulares (vasa recta)

La orina se origina primariamente como un filtrado (ultrafiltrado) del plasma a nivel glomerular. Ya en el interior de los túbulos renales, este ultrafiltrado es modificado mediante dos procesos: reabsorción tubular y secreción tubular.• La reabsorción consiste en el transporte de sustancias, tanto

agua como solutos, desde la luz tubular hacia los capilares sanguíneos peritubulares.

• La secreción tubular es el transporte de sustancias desde los capilares peritubulares hacia los túbulos renales.

Significa que la orina definitiva ya no contiene gran parte de las sustancias filtradas, que son reabsorbidas, pero puede contener otras que no fueron filtradas, sino que se incorporaron a la luz tubular por un proceso de secreción posterior.

La excreción es entonces el resultado de la filtración glomerular, menos las sustancias reabsorbidas, más las sustancias secretadas.

FILTRACIÓN - REABSORCIÓN + SECRECIÓN = EXCRECIÓN

Cada día unos 180 litros de sangre son filtrados en los riñones, de los cuales una pequeña parte es eliminada como orina.

Se denomina diuresis a la cantidad de orina excretada diariamente. La diuresis normal es de aproximadamente 1, 5 litros.

El riñón y el proceso de formación de orina

El riñón y el proceso de

formación de orina

FILTRACIÓNGLOMERULAR

REABSORCIÓNTUBULAR

SECRECIÓNTUBULAR

glomérulo

MECANISMOS BÁSICOS DEL RIÑÓN

Capilar peritubular

FILTRACIÓN: salida de líquido de los capilares glomerulares al túbulo renal

FILTRACIÓN


Sustancia a eliminarSustancia que no debe ser eliminada


REABSORCIÓN

REABSORCIÓN: transporte de las sustancias desde el interior del túbulo hacia la sangre





SECRECIÓN

SECRECIÓN: transporte de las sustancias desde la sangre al interior del túbulo





SECRECIÓN: transporte de las sustancias desde la sangre al interior del túbulo

EXCRECIÓN: eliminación de las sustancias al exterior con la orina

EXCRECIÓN



Proceso de filtración (ultrafiltración) en el glomérulo.La llamada ultrafiltración ocurre cuando la presión

hidrostática fuerza a la sangre a pasar a través de una membrana semi-permeable separando las células de la sangre y las proteínas de alto peso molecular del resto de los componentes del plasma.

La ultrafiltración ocurre desde los capilares del glomérulo hasta la cápsula de Bowman y para llevarse a cabo requiere la presencia de :

– Presión hidrostática• El glomérulo aumenta la presión sanguínea mediante la

formación de capilares estrechos (que también aumentan el área de superficie para la filtración).

• Esta presión aumenta gracias a que la arteriola eferente es más estrecha que la eferente y restringe el flujo de salida de sangre.

• El gradiente de presión neta fuerza a la sangre a salir del glomérulo a la cápsula de Bowman.

Lámina basal• La lámina basal es una malla fina que restringe el paso de

las células sanguíneas y las proteínas - es la única barrera de filtración

• La sangre puede salir del glomérulo directamente a través de grandes poros de los capilares fenestrados.

• El filtrado puede entrar en la cápsula de Bowman directamente porque los podocitos (células epiteliales) que rodean a los glomérulos contienen hendiduras de filtración entre sus pedicelos

• La lámina basal se encuentra entre el glomérulo y la cápsula de Bowman.

NEFRONA

Reabsorción de glucosa, agua y sales en el túbulo contorneado proximal, incluyendo las funciones de microvellosidades, ósmosis y transporte activo

•El túbulo contorneado proximal se extiende desde la cápsula de Bowman hasta el asa de Henle y es donde se produce el proceso de reabsorción más selectivo en la nefrona.•Casi el 99% del filtrado es reabsorbido en los túbulos renales.•Toda la glucosa, aminoácidos, vitaminas y hormonas son reabsorbidos aquí, junto con la mayoría (~ 80%) de los iones minerales y el agua.

•El túbulo contorneado proximal tiene un revestimiento de células con microvellosidades para aumentar el área superficial de absorción de los materiales a partir del filtrado.•También hay un gran número de mitocondrias en estas células para producir energía ya que la reabsorción del filtrado implica transporte activo

• Una vez que los materiales han sido reabsorbidos por transporte activo a través de las células de los túbulos, se pueden difundir pasivamente (sin gasto de energía) a la sangre (a favor del gradiente de concentración).

• Iones, sales minerales y vitaminas son transportados activamente a través de bombas o proteínas transportadoras.

• La glucosa se transporta activamente a través de la membrana junto con el sodio gracias a la bomba Na+/K+ en lo que se llama cotransporte.

• El agua sigue el movimiento de los iones pasivamente (por ósmosis).

REABSORCIÓN SELECTIVA EN EL TÚBULO CONTORNEADO PROXIMAL

NEFRONA

Explicar las funciones del asa de Henle, médula, conductos colectores y ADH (vasopresina) en el mantenimiento del balance hídrico de la sangre

Creación de un gradiente de concentración salino en la médula renal.•La función del asa de Henle es crear un gradiente de concentración de sal en el líquido que la rodea.•La rama descendente del asa de Henle es permeable al agua, pero impermeable a las sales.•La rama ascendente del asa de Henle es permeable a las sales, pero impermeable al agua. Esto significa que a medida que el bucle desciende en la médula, el fluido intersticial se hace más salado (y menos salado a medida que asciende en la corteza).•Como la red de capilares sanguíneos (“vasa recta”) que rodea el bucle fluye en la dirección opuesta (intercambio contracorriente), este multiplica aún más el efecto.

El mecanismo contracorriente

Tubo colector

Tubo Colector

Asa de Henle

Orina concentrada

sales

sales

sales

sales

Osmorregulación•La osmorregulación es el control del balance de agua de la sangre, el tejido o en el citoplasma de un organismo vivo. El asa de Henle y el Tubo colector trabajan en la osmorregulación del organismo.•A medida que el conducto colector pasa a través de la médula para desembocar en el uréter, la solución hipertónica que hay en la médula renal profunda sacará agua del tubo colector por osmosis. El agua pasa del tubo a la médula.

.

Función de la nefrona

Formación de la orina

Función de la HAD1 (vasopresina) en el mantenimiento del balance hídrico de la sangre.•La hormona antidiurética (HAD o vasopresina) es una hormona liberada por la hipófisis posterior en respuesta a la deshidratación (detectado por el hipotálamo).•ADH aumenta la permeabilidad de los conductos colectores, lo que permite más absorción de agua por ósmosis (a través de la producción de las acuaporinas2).•Esto significa que menos agua permanece en el filtrado y la orina se vuelve más concentrada.•Cuando el individuo está adecuadamente rehidratado, los niveles de ADH disminuirán y se reabsorberá menos agua en los túbulos colectores

1. ADH en inglés2. La aquaporina es una proteína transmembrana encargada de transportar el agua a través de los compartimientos celulares. Está formada por un haz de 6 hélices α que dejan una estrecha abertura en su interior por la que pueden pasar moléculas de agua.

Hormona antidiurética (HAD)

Secreción en los túbulos contorneados proximal y distal.

•Las células del TCP también secretan aniones y cationes orgánicos, tanto endógenos (ácido úrico, oxalatos, adrenalina) como exógenos (penicilina, atropina, morfina). Como el TCP es permeable tanto a los solutos como al agua, cuando el filtrado sale del TCP, es isotónico con el plasma.

•La segunda parte del TCD tiene propiedades comunes con el túbulo colector. En estas porciones del TCD se regula el equilibrio ácido-base secretando protones (H+), cuando el medio interno se torna ácido, o bien bicarbonato (HCO3-), cuando el medio interno se torna alcalino. También el TCD secreta potasio.

Parte de la nefrona Reabsorción de solutos

Reabsorción de agua Secreción

TCP

• 99% glucosa, aminoácidos, vitaminas hidrosolubles.• 70% Na• 80% K• HCO3-• Ca• Mg

SÍ

• H+• Aniones orgánicos• Cationes orgánicos

Asa de Henle (descendente) Impermeable Sí ----------

Asa de Henle (ascendente)

• Na• Cl Impermeable ----------

TCD • Na (aldosterona)• Cl (aldosterona) Impermeable • H+

• K (aldosterona)

TC • Na (aldosterona)No (s/HAD)Sí (c/HAD) • H+

• K (aldosterona)

RESUMEN DE LOS PROCESOS DE REABSORCIÓN Y SECRECIÓN DE LA NEFRONA

Explicar la diferencia en la concentración de proteínas, glucosa y urea entre el plasma sanguíneo, el filtrado glomerular y la orina

• Proteínas: Están presentes en el plasma sanguíneo, pero no en el filtrado glomerular o en la orina. Ésto se debe a que las proteínas no pueden atravesar la membrana basal durante la ultrafiltración, y por tanto no pueden formar parte del filtrado.

• Glucosa: Está presente en el plasma sanguíneo y el filtrado glomerular, pero no presente en la orina (normalmente). Se debe a que la glucosa es selectivamente reabsorbida en el túbulo contorneado proximal. Su reabsorción del líquido filtrado a la sangre se hace por transporte activo (cotransporte con iones Na +)

• Urea: Se encuentra en el plasma sanguíneo, el filtrado glomerular y la orina. Sólo alrededor del 50% de la urea se reabsorbe (parte de ella se reabsorbe para ayudar a regular el gradiente de osmolaridad de la médula renal). Dado que el agua se reabsorbe en el filtrado (por ósmosis, debido a la hipertonicidad de la médula), la urea se encuentra en mayor concentración en la orina. La concentración de urea en la orina dependerá, por tanto, de la cantidad de agua en la orina.

Explicar la presencia de glucosa en la orina de los pacientes diabéticos no tratados.•La orina de los pacientes no diabéticos no debe contener glucosa, ya que es selectivamente reabsorbida del filtrado en el túbulo contorneado proximal.•Los diabéticos tienen niveles más altos de glucosa en la sangre debido a la falta de secreción de insulina por parte del páncreas (tipo I) o insensibilidad a las secreciones de insulina (tipo II).•Debido a esto, no toda la glucosa en los diabéticos se reabsorbe y vuelve a la sangre (las bombas de proteínas en la pared del túbulo se saturan). Esto da lugar a la presencia de glucosa en la orina de los diabéticos no tratados, que se puede detectar usando tiras de prueba.

11.3. El riñón

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