FISIOLOGÍA RENAL
El
cuerpo humano y la forma en la que está constituido y como mantiene su homeostasis es de las cosas más
fascinantes que existen. En el módulo conocí más a fondo la morfología y fisiología
del corazón y pulmones principalmente ,
donde comprendí realmente algunas cuestiones que en la práctica las hacemos (errónea
mente )sin conocer a fondo toda fisiología y fisiopatología y por ende no comprender todas las implicaciones de
intervenir con tratamiento
terapéutico en el paciente
y solo aprendí anteriormente a reconocer ciertos signos y síntomas e
intervenir , es por esa la gran relevancia de este módulo.
Como
en el modulo estaba desarrollado de manera muy adecuada y me quedo muy claro,
por eso fue que decidí realizar este ensayo sobre la fisiología renal, para que de manera personal revisar los tres
temas de manera profunda.
Antes
de abordar la fisiología renal es indispensable definir cuál es la relevancia de
la misma en mantener la homeostasis del cuerpo humano. El agua es la molécula
más abundante dentro de la célula, así como en el medio extracelular (líquido
intersticial, sangre,...). Es, por tanto, el componente mayoritario de nuestro
organismo (un 40-60% del cuerpo humano está constituido por agua). Esto se debe
a que en ella es donde se llevan a cabo casi todas las reacciones metabólicas
del cuerpo humano y, por tanto, es vital. Sus solutos deben mantenerse dentro
de unos límites adecuados (especialmente las proteínas y los iones), fuera de
los cuales pondrían en peligro la homeostasis. Los líquidos eliminados deben
ser repuestos para que no peligre nuestro medio interno (mediante la bebida y
la comida principalmente). Además, nuestro organismo cuenta con mecanismos para
regular la pérdida de agua, así como su concentración iónica (Vasopresina,
renina – angiotensina – aldosterona ) . El aparato urinario (del cual es parte
los riñones) , es uno de los principales mecanismos de regulación
hidroelectrolítica. La osmorregulación es la regulación activa de la presión
osmótica de los líquidos corporales (intra y extracelulares) de modo que éstos
no se diluyan ni concentren en exceso. La excreción es el procedimiento de
expulsar del cuerpo los desechos metabólicos, incluyendo el exceso de agua e
iones, así como sustancias nocivas. El aparato urinario es un potente mecanismo
de osmorregulación y excreción. De manera constante recoge plasma de la sangre,
lo analiza y ajusta su composición, devolviendo de manera selectiva las
sustancias necesarias a la circulación sistémica. Las sustancias en exceso o
potencialmente tóxicas no son retornadas a la sangre, si no que permanecen en
el sistema urinario formando un producto que va a ser excretado al exterior (la
orina). El fallo o deterioro del aparato urinario puede comprometer nuestra
vida en cuestión de horas. Los riñones están muy vascularizados y reciben el 20‐25% del volumen minuto
cardíaco (1.2 l/min).
Específicamente
abordando la morfología del riñón son
dos órganos en forma de habichuela y del tamaño aproximado de un puño (11 x 7 x
3 cm), con un peso aproximado de 150gr por unidad. Tenemos uno situado a cada lado
de la columna vertebral (a la altura situada entre la doceava vértebra dorsal y
la tercera vértebra lumbar aproximadamente), bajo el diafragma y con ubicación
retroperitoneal (se encuentran tras el peritoneo parietal posterior). El riñón
derecho está más descendido que el riñón izquierdo, y suele ser de menor tamaño
(este hecho está relacionado con que encima de él se encuentra el hígado, el
órgano más voluminoso del organismo). Cada riñón está rodeado por un denso
almohadillado de tejido graso, que lo protege y lo mantiene en posición. La
fascia renal (tejido conjuntivo) ancla los riñones a las estructuras
circundantes. Sobre cada riñón nos encontramos una glándula suprarrenal,
denominada así por su ubicación, pero cuya función no está directamente relacionada
con la excreción. La superficie medial anterior de cada riñón es una región
cóncava llamada hilio. A través de él entran y salen los vasos sanguíneos, los
vasos linfáticos y los nervios renales. La irrigación de los riñones proviene
de la arteria renal (ramificación de la arteria aorta abdominal). La arteria
renal se ramifica varias veces hasta dar lugar a vasos de menor calibre
denominados arteriolas aferentes. Cada arteriola aferente, portadora de sangre
sin filtrar, se ramifica en una red capilar denominada glomérulo. De cada
glomérulo sale una arteriola eferente, portadora de sangre filtrada. Esta
arteriola eferente conduce la sangre a una segunda red de capilares, los
capilares peritubulares, que rodean al túbulo que es la prolongación de la cápsula
de Bowman (estructuras microscópicas). La sangre de los capilares peritubulares
entra en pequeñas vénulas, que desembocan en venas de mayor calibre, y que
finalmente conducen a la vena renal, que drena en la vena cava inferior.
Arteria aorta arteria renal arteria interlobular (atraviesan las columnas
intrapiramidales de la médula renal y se extienden hacia la corteza) arteria arciforme o arqueada (prolongación en
forma de arco por encima de las bases de las pirámides medulares) arteria interlobulillar (ramas más pequeñas
que penetran y se extienden por toda la corteza) arteriola aferente glomérulo
arteriola eferente capilares
peritubulares vénulas vena interlobulillar vena arciforme o arqueada vena interlobular vena renal
vena cava inferior.
La corteza
renal es la región externa del riñón penetra hacia la médula, entre las
pirámides medulares , formando unas estructuras denominadas columnas renales.
La . Médula renal es la región interna del riñón. Contiene 8-10 estructuras
cónicas llamadas pirámides renales, cuya amplia base se sitúa cerca de la
corteza renal y cuyos vértices (también llamados papilas renales) convergen
todos hacia la zona media anterior, hacia el hilio. Cada papila renal tiene
varios poros, que son las aberturas de los conductos colectores (comentados en
la estructura microscópica). Además, cada papila desemboca en un ancho conducto
denominado cáliz. Cada cáliz recoge la orina drenada desde el vértice de una
pirámide. Todos los cálices se unen para formar la pelvis renal, una cámara en
forma de embudo que recoge la orina proveniente de las 8-10 papilas y la
conduce directamente hacia los uréteres que son dos largos conductos de unos 28
cm de longitud. De la pelvis renal de cada riñón sale un uréter que conduce la
orina hasta la vejiga.
NEFRONA
La
nefrona (hay alrededor de 1 millón en cada riñón) es la unidad estructural y
funcional del riñón. Las nefronas son las encargadas de formar la
orina y son el equivalente a la porción secretora de las glándulas exocrinas.
Una nefrona
está formada por dos partes , el corpúsculo renal (corpúsculo de Malpighi) que
está compuesto por la cápsula de Bowman, con sus capas parietal y visceral y
por el glomérulo renal formado por capilares sanguíneos envueltos por la capa
visceral de la cápsula de Bowman. El espacio que hay entre los
capilares glomerulares lo ocupa el mesangio.
Tipos
de nefronas
Según
la localización del corpúsculo renal de la nefrona se distinguen dos tipos de
nefronas, nefronas corticales o subcapsulares.
Túbulo
renal
El
ultrafiltrado de plasma que se produce en el glomérulo renal sufre una serie de
modificaciones (reabsorción y secreción de productos) a lo largo de las
diversas porciones del túbulo renal de la nefrona , el túbulo
distal contiene abundantes bombas
de sodio en este segmento se produce la reabsorción de Na+ ,K+, COO3H‐ y la secreción de NH4+ .
s.
FISIOLOGÍA
RENAL
Una
vez abordado la morfología del riño
definamos las principales funciones de
los mismos, en las cuales se encuentran las siguientes:
·
Excreción de los productos finales del
metabolismo (urea, ácido úrico, creatinina…) y de sustancias extrañas.
·
Controlar la homeostasis del agua y los
electrólitos.
·
Controlar el equilibrio ácido‐base.
·
Síntesis de hormonas (eritropoyetina).
·
Participar en el control de la presión
arterial (libera renina)
·
Participa en el control del metabolismo del
calcio (convierte la 25‐OH
vitamina D3 en 1,25‐(OH)2
vitamina D3).
Excreción de desechos metabólicos
Los principales productos de desecho obtenidos
del metabolismo celular son el exceso de agua, el dióxido de carbono y los
residuos nitrogenados (amoníaco, ácido úrico y urea principalmente). Parte del
exceso de agua se excreta en forma de vapor de agua mediante la respiración
(unos 400 ml diarios en un adulto eupnéico) y mediante la transpiración y el
sudor (también unos 400 ml diarios en un adulto afebril y sin diaforesis), pero
en su gran mayoría es eliminada durante la diuresis (aproximadamente 1500 ml
diarios en un adulto sano). El dióxido de carbono es eliminado exclusivamente
por el aparato respiratorio. La degradación celular de los aminoácidos da lugar
a amoníaco, sustancia altamente tóxica, que rápidamente es transformada en
ácido úrico o en urea, moléculas menos nocivas. El ácido úrico también es
producto del catabolismo de los nucleótidos procedentes de las purinas (ácidos
nucléicos adenina y guanina). La excreción de todos estos desechos nitrogenados
es competencia casi exclusiva del aparato urinario (un porcentaje mínimo es
eliminado por el sudor).
Regulación del volumen y composición de
los líquidos corporales (regulación del equilibrio hidroelectrolítico)
El equilibrio hídrico consiste en que la
ingesta de líquidos (bebida, comida, agua endógena resultante del propio
metabolismo celular, líquidos adicionales como sueroterapia.) ha de ser la
misma cantidad que la pérdida de líquidos (a través de la orina, sudor, heces,
respiración, vómitos,...). Así evitamos la deshidratación o la retención de
líquidos. El equilibrio de electrolitos (iones disueltos en el agua del
organismo,como el sodio, el potasio, el hidrógeno,...) consiste en mantener
unos niveles (en la sangre, en el líquido intersticial, en el líquido
intracelular) de iones dentro de unos límites considerados normales para el
correcto funcionamiento celular. Todas las células necesitan una cantidad de
potasio citoplasmático y una cantidad de cloro y sodio extracelular para poder
mantenerse activas. Niveles altos o bajos de estos iones pueden afectar
gravemente a la célula. Ej. el descenso de potasio puede provocar arritmias
cardíacas, y el incremento de potasio puede producir paro cardíaco. En cuanto
al sodio, si excretamos más del ingerido nos deshidrataríamos (ya que siempre
va acompañado de agua), y si excretásemos menos del ingerido retendríamos
líquidos (lo que puede subir la tensión arterial y causar edemas). La cantidad
de orina producida y su contenido en electrolitos depende de la necesidad del
organismo de retener o eliminar agua e iones. Este proceso está regulado por
varios mecanismos hormonales: La hormona antidiurética o ADH (sintetizada por
el hipotálamo y liberada por la neurohipófisis, glándula encefálica). Es una
hormona que hace más permeables al agua los conductos colectores, lo que
provoca una mayor reabsorción de esta molécula hacia el líquido intersticial y,
por tanto, hacia los capilares sanguíneos. De esta manera se incrementa la
volemia sanguínea y, por tanto, la tensión arterial. El volumen de orina queda disminuido.
Es secretada cuando los receptores del hipotálamo detectan un aumento en la
presión osmótica de la sangre (determinada por la alta concentración de sales
debida a la escasez de agua), y su misión es retener agua en el organismo
evitando así su deshidratación. Cuando la sangre está muy diluida (ej. hemos
bebido mucho líquido), su presión osmótica disminuye, por lo que el hipotálamo
ordena a la neurohipófisis segregar menos ADH. Consecuentemente, en los túbulos
colectores se reabsorbe menos agua y la orina aparece más abundante y diluida.
La diabetes insípida es una enfermedad en la cual la neurohipófisis deja de
secretar ADH, o bien el riñón deja de ser sensible a esta hormona, por lo que
el sujeto que la padece no reabsorbe agua eficientemente en el conducto
colector. Esto le conduce a orinar abundantemente (en ocasiones hasta 20 litros
diarios), lo que puede producirle la muerte por deshidratación. -Sistema
renina- angiotensina- aldosterona: cuando aparece hipotensión secundaria a
hipovolemia sanguínea y del líquido intersticial, el aparato yuxtaglomerular
del riñón (integrado por células especiales situadas en la zona donde el túbulo
contorneado distal hace contacto con la arteriola aferente) libera a la sangre
la enzima renina. La renina es la encargada de convertir al angiotensinógeno
(proteína plasmática) en angiotensina. La angiotensina circulante, a su paso
por los pulmones, es convertida por una enzima pulmonar en angiotensina II, una
hormona peptídica activa. La angiotensina II provoca vasoconstricción
(disminución del diámetro de las arteriolas, venas y vénulas, lo que incrementa
la presión sanguínea) y es la responsable de que la corteza suprarrenal
libere aldosterona. La aldosterona es
también una hormona, y se encarga de viajar hasta el riñón (concretamente hasta
los túbulos contorneados distales de la nefrona y hasta los conductos
colectores) para producir allí la reabsorción de sodio (y agua) a cambio de la
secreción de potasio plasmático (bomba sodio-potasio), con lo que se aumenta el
volumen sanguíneo y, por tanto, la tensión arterial. El volumen de orina queda disminuido.
La aldosterona también es liberada a la sangre en caso de hiperpotasemia
(disminuye el potasio plasmático al intercambiarlo por sodio de la nefrona).
-Péptido natriurético auricular o ANP: es una hormona producida y almacenada
por células especiales del miocardio de las aurículas del corazón. Cuando hay
hipervolemia, las aurículas se distienden y estiran más de lo habitual,
estimulando la liberación del ANP. Éste actúa sobre las arteriolas aferentes
del riñón, dilatándolas (con lo que aumenta la tasa de filtración glomerular),
inhibe la reabsorción de sodio en los conductos colectores, actúa sobre la
corteza suprarrenal inhibiendo la secreción de aldosterona (lo que de manera
indirecta también disminuye la reabsorción de sodio en la nefrona), y detiene
la liberación de renina por parte del aparato yuxtaglomerular (con lo cual,
también de manera indirecta, inhibe al sistema
renina-angiotensina-aldosterona). El ANP y el sistema
renina-angiotensina-aldosterona trabajan de manera antagónica para regular el
equilibrio hídrico, de sodio, y la tensión arterial. Como hemos podido
comprobar, estos mecanismos de regulación hidroelectrolítica inciden
directamente sobre la regulación de la tensión o presión arterial (la ADH y el
sistema renina-angiotensina-aldosterona la suben y el Péptido natriurético
auricular la baja).
Regulación del equilibrio ácido-base
El
pH es el grado de acidez de un tejido (determinado por su concentración de
iones hidrógeno). Para que el organismo funcione correctamente, el pH sanguíneo
ha de mantenerse en unos valores aproximados entre 7.35 y 7.45. Valores por
debajo o por encima de dichas cifras pueden ser letales. Hay diversos
mecanismos corporales encargados de regular el pH sanguíneo, y uno de ellos es
el riñón: cuando la nefrona detecta un descenso de pH sanguíneo (la sangre se
torna ácida), se produce la secreción de iones hidrógeno y amoníaco sanguíneos
hacia la luz del túbulo contorneado distal y el túbulo colector, aumentando así
la acidez urinaria y disminuyendo la acidez sanguínea. Esta secreción va
acompañada de reabsorción desde la nefrona hacia los capilares tubulares de
amortiguadores químicos o tampones como el bicarbonato sódico (sustancias
alcalinas que neutralizan la acidez). La eritropoyetina es una hormona
fabricada por el riñón, y cuya función es viajar hasta la médula ósea de
algunos huesos y estimular allí la eritropoyesis (formación de eritrocitos o
glóbulos rojos). Es sintetizada y liberada cuando el riñón detecta hipoxemia
(disminución del oxígeno sanguíneo) en la sangre de los glomérulos. Al aumentar
la producción de eritrocitos aumenta la capacidad de transporte de oxígeno a
los tejidos.
Activación de la vitamina D y síntesis de
algunas prostaglandinas
La
vitamina D3, esencial para la absorción y utilización del calcio, es convertida
en su forma activa (el 1,25-dihidroxicolecalciferol) a su paso por el riñón. La
PGE3, la PGI2 y la prostaciclina son prostaglandinas vasodilatadoras, y el
tromboxano A2 es vasoconstrictora. En general, cuando disminuye la presión de
perfusión renal aumenta la producción renal de estas prostaglandinas (son
sintetizadas principalmente por células medulares), provocando vasodilatación
intrarrenal que contribuye a mantener el flujo sanguíneo.
NEFRONA
Funcionamiento de la nefrona La depuración del
plasma sanguíneo y la formación de la orina vienen determinadas por los
procesos de filtración, reabsorción y secreción llevados a cabo en cada
nefrona. La filtración La sangre fluye por los capilares glomerulares a una
presión muy alta, por lo que más de un 10% de su plasma abandona el vaso
sanguíneo y se introduce en el interior de la cápsula de Bowman (atravesando la
membrana capsuloglomerular). Esta gran cantidad de filtrado glomerular viene
determinada por varios factores: -La presión hidrostática en los capilares del
glomérulo es mayor en en el resto de los capilares del organismo debido a la
alta resistencia al flujo de salida que opone la arteriola eferente (de menor
diámetro que la aferente). -El glomérulo, formado por una gran cantidad de
capilares en muy poco espacio (están muy enrollados), ofrece un gran área de
superficie en contacto con las paredes de la cápsula de Bowman. -Los capilares glomerulares son muy porosos:
constan de numerosas fenestraciones entre las células epiteliales de sus
paredes. Al igual que el resto de los capilares sanguíneos, están formados
exclusivamente por una fina capa de endotelio. Las paredes de los capilares del
glomérulo y los pedicelos de los podocitos forman la denominada membrana de
filtración, que permite el paso de líquido y solutos de pequeño tamaño
molecular disueltos en el plasma (glucosa, aminoácidos, sodio, potasio,
cloruro, bicarbonato, urea,...). Los elementos formes de la sangre
(eritrocitos, leucocitos y plaquetas), así como la mayoría de las proteínas plasmáticas
(especialmente la albúmina) son demasiado grandes para atravesar la membrana de
filtración. Así pues, la filtración desde el glomérulo hacia la cápsula de
Bowman no es selectiva respecto al tipo de molécula que atraviesa la membrana,
siendo sólo selectiva respecto al tamaño (las que caben, pasan, y las que no,
se quedan en la sangre). La tasa neta de presión de filtrado efectiva (es
decir, la presión que influye en la filtración estableciendo o no un gradiente
de presión) es igual a la presión hidrostática glomerular, menos la suma de la
presión osmótica glomerular más la presión hidrostática capsular. Ej. Presión
hidrostática glomerular = 60 mm Hg Presión osmótica glomerular = 32 mm Hg
Presión hidrostática capsular = 18 mm Hg Presión osmótica capsular =
despreciable (unos 0 mm Hg) Tasa neta de presión de filtrado efectiva (PFE)=
(60+0)-(32+18)= 10 mm Hg Según diversos estudios, una PFE de 1 mm Hg da lugar a
una tasa de filtración glomerular (cantidad filtrada hacia la nefrona) de 12,5
ml/min. La tasa de filtración glomerular puede verse afectada por diversos
factores. Ej. el estrés provoca vasoconstricción de las arteriolas aferente y
eferente, por lo que la presión hidrostática glomerular desciende, disminuyendo
la cantidad de filtrado hacia la nefrona. En la hipotensión la presión
hidrostática glomerular también se ve disminuída. Otro ejemplo es el aumento de
la permeabilidad de la membrana de filtración durante el ejercicio intenso, lo
que provoca el paso de proteínas plasmáticas a la cápsula de Bowman; al
aumentar la presión osmótica intracapsular, aumenta la tasa de filtración
glomerular. El volumen total de sangre que pasa por los riñones es de unos 1200
ml/minuto, es decir, aproximadamente una cuarta parte del gasto 12 cardíaco
total (cantidad de sangre expulsada por el ventrículo izquierdo en un minuto
hacia la arteria aorta). Si el 10% del plasma que pasa por el glomérulo en cada
ocasión se filtra hacia la nefrona, significa que del volumen total de sangre
que pasa por los riñones en un minuto 120 ml abandonan la circulación sistémica
y pasan a la cápsula de Bowman, lo que en 24 horas serían 170-180 litros. Si
realmente estos 180 litros fueran retenidos por la nefrona, el organismo se
quedaría sin agua y solutos y moriríamos deshidratados. B. Reabsorción
Aproximadamente un 99% del filtrado glomerular que ha llegado al interior de la
cápsula de Bowman es reabsorbido desde el túbulo de la nefrona (especialmente
en el túbulo contorneado proximal) hacia los capilares peritubulares que lo
rodean, es decir, es devuelto a la circulación sanguínea. En realidad, el agua
y solutos que no han de ser eliminados pasan desde la nefrona hacia el líquido
intersticial circundante, y de éste a la sangre (atravesando las células del
entodelio). Las células con microvellosidades del túbulo contorneado proximal
permiten incrementar la superficie de absorción en poco espacio. Así mismo,
estas células cuentan con abundantes mitocondrias encargadas de proporcionar la
energía necesaria para que las bombas celulares de transporte se mantengan
contínuamente activas (el ión sodio necesita energía para ser bombeado hacia
fuera de la nefrona, es decir, precisa de transporte activo; el ión cloro y el
ión fosfato salen de manera pasiva, sin gastar energía, atraídos por el sodio).
Los iones reabsorbidos hacen a la sangre peritubular momentánemente
hipertónica, lo que de manera natural produce osmosis (difusión de agua de
forma pasiva desde el lugar menos concentrado al más concentrado), lo que
provoca de manera natural la reabsorción da agua hacia los capilares
peritubulares hasta que el líquido intratubular y la sangre sean isotónicos. La
reabsorción de nutrientes es mediante transporte activo (ya que precisan unirse
al sodio para salir de la nefrona) y la reabsorción de urea es mediante
transporte pasivo. Alrededor de un 65% del filtrado glomerular es reabsorbido
en el túbulo contorneado proximal (son reabsorbidos totalmente la glucosa,
aminoácidos, vitaminas y otros nutrientes, y son reabsorbidos parcialmente
agua, sodio, potasio y otros iones). El asa de Henle y el túbulo contorneado
distal continúan este proceso de concentración del filtrado mediante la
reabsorción de agua y solutos. Concretamente, en la porción descendente del asa
de Henle se reabsorbe agua (ya que sus paredes son permeables a esta molécula,
y relativamente impermeables al cloruro sódico y a la urea); en la porción 13
ascendente del asa de Henle las paredes son bastante impermeables al agua, por
lo que sale cloruro sódico (sal) mediante bombeo activo, lo que hace al líquido
intersticial peritubular hipertónico (concentrado). Esto favorece la salida de
agua por osmosis desde el túbulo contorneado distal y el conducto colector (con
la ayuda de la ADH, que hace sus paredes permeables al agua), concentrándose el
filtrado hasta formar la orina definitiva que drena hacia la pelvis renal. En
este último también se reabsorbe urea (igualmente bajo la acción de la ADH).
A
manera de conclusión solo reafirmar las funciones de la fisiología renal que
son :Excreción de los productos finales del metabolismo y de
sustancias extrañas, controlar la homeostasis del agua y los electrólitos, controlar
el equilibrio ácido‐base
, síntesis de hormonas (eritropoyetina) , participar en el control de la
presión arterial (libera renina). También se abordó la morfología renal y se
vio a fondo la unidad funcional renal que es la nefrona, además de recalcar
aspectos teóricos es fundamental que como profesionales de la salud tener muy claros los fundamentos fisiológicos para
intervenir de manera más eficaz en los pacientes de cuidados intensivos ,
además que todos los sistemas del cuerpo humano parecieran estar conectados
como un gran todo y si no sabemos reconocer específicamente como funcionan
nuestro trabajo como profesionales de la salud va estar seriamente
comprometido y para finalizar es
imprescindible tener conciencia de la gran alza de pacientes con nefropatías, en los cuales el tratamiento
tiene que ser sumamente específico para no comprometer más su situación o
incluso intervenir de manera pronta para tratar de evitar que presente complicaciones propias de la
enfermedad y tratar de brindarle la mejor atención posible con conocimiento
completo de que está pasando y una manera eficaz y eficiente de intervenir que
indudablemente estará reflejada en su pronóstico.
Bibliografía
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“Gary A. Thibodeau, Kevin T. Patton. Anatomía
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Agur MR, Dalley F. Grant. Atlas de Anatomía.
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Pocock G, Richards ChD. Fisiología Humana. 2ª
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