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FISIOLOGIA DEL SISTEMA
URINARIO
FORMACION DE LA ORINA POR LOS
RIÑONES. CAP 26
Los riñones ejercen numerosas funciones homeostáticas:
- (^) Excreción de productos metabólicos de desecho y sustancias químicas extrañas.
- Regulación de los equilibrios hídrico y electrolítico.
- Regulación de la osmolalidad del líquido corporal y de las concentraciones de electrolitos.
- Regulación de la presión arterial.
- Regulación del equilibrio acidobasico.
- Secreción, metabolismo y excreción de hormonas.
- Gluconeogenia.
1.Excreción de productos metabólicos de desecho y sustancias químicas extrañas. Los riñones son los principales medios de eliminación de los productos de desecho del metabolismo que ya no necesita el cuerpo. Estos productos son:
- Urea: metabolismo de los aminoácidos
- Creatinina: creatina muscular
- Acido urico: acidos nucleicos
- Productos finales del metabolismo de la hemoglobina: bilirrubina
- Metabolitos de hormonas.
Estos deben eliminarse rápidamente, también se eliminan toxinas y sustancias extrañas que el cuerpo produce o ingiere.
2. Regulación de los equilibrios hídrico y electrolítico. Para el mantenimiento de la homeostasis, la excreción de agua y electrolitos debe corresponderse de forma precisa con el ingreso. Si los ingresos superan la excreción, la cantidad de esa sustancia en el cuerpo aumentara. Si la ingestión es menor que la excreción, la cantidad de esa sustancia en el cuerpo se reducirá.
La ingestión de agua y de muchos electrolitos esta gobernada por los hábitos de las personas, y los riñones deben ajustar la excreción a su ingestión.
La capacidad de los riñones de alterar la excreción de sodio en respuesta a los cambios en su ingestión es enorme. La ingestión de sodio puede aumentarse de 1500 mEq/dia o reducirse a 10 mEq/dia con cambios pequeños en el volumen del líquido extracelular o en la concentración plasmática de sodio. Además de agua y electrolitos.
**_3. Regulación de la osmolalidad del líquido corporal y de las concentraciones de electrolitos.
- Regulación de la presión arterial._** Los riñones desempeñan una función en la regulación a largo plazo de la presión arterial al excretar cantidades variables de sodio y agua. Tambien a corto plazo con la secreción de hormonas y factores o sustancias vasoactivos.
5. Regulación del equilibrio acidobasico. Los riñones contribuyen a la regulación acidobasica junto a los pulmones y los amortiguadores del liquido corporal mediante la excreción de acidos y la regulación de los depósitos de amortiguadores en el liquido corporal. Son los únicos medios de eliminar ciertos acidos. 6. Secreción, metabolismo y excreción de hormonas.
- Regulacion de la producción de eritrocitos. Los riñones secretan eritropoyetina, que estimula la producción de eritrocitos por celular madre hematopoyéticas en la medula osea. Un estimulo para la secreción es la hipoxia. Los riñones son responsables de la mayor parte de la eritropoyetina secretada a la circulación.
- Regulacion de la producción de 1,25-dihidroxivitamina D3. Los riñones producen de forma activa de la vitamina D, calcitriol, esta es esencial para el deposito de calcio en el hueso y reabsorción del calcio en el aparato digestivo. 7. Sintesis de glucosa, gluconeogenia. Los riñones sintetizan glucosa desde los aminoácidos y otros precursores durante el ayuno prolongado. En las nefropatías crónicas o en la insuficiencia renal aguda, estas funciones homeostáticas se interrumpen y aparecen con rapidez anomalías intensas en los volúmenes del liquido corporal y en su composición.
ANATOMIA FISIOLÓGICA DE LOS
RIÑONES
ORGANIZACIÓN GENERAL DE LOS RIÑONES Y
DE LA VÍA URINARIA.
Los riñones se disponen en la pared posterior del abdomen, fuera de la cavidad petironeal. La cara medial del riñon posee un hilio, por el que pasa la arteria y venas renales, linfáticos, nervios y el uréter, el cual transporta la orina hacia la vejiga. El riñon esta rodeado por una capsula fibrosa y tensa que protege sus estructuras.
Los riñones poseen una corteza externa y en la región i nterna la medula. La medula se divide en 8- masas de tejido que se llaman pirámides renales. La base de cada pirámide se origina en el borde entre la corteza y la medula y termina en la papila , que se proyecta en el espacio de la pelvis renal. El borde externo de la pelvis se divide en bolsas abiertas, los calices mayores , que se extienden hacia abajo y se dividen en los calices menores , que recogen la orina de los tubulos de cada papila. Las paredes de los calices, pelvis y el uréter son contráctiles por lo que empujan la orina hacia la vejiga, donde se almacena hasta que se vacia en la micción.
IRRIGACION RENAL. El riego sanguíneo de los riñones equivale al 22% del gasto
cardiaco. La arteria renal entra en el riñon por el hilio y después se ramifica hasta formar las arterias interlobulares, arciformes, interlobulillares y aferentes , que terminan en los capilares glomerulares , donde se filtra liquido y solutos para la formación de orina. Los extremos distales de los capilares de cada glomérulo coalescen hasta formar la arteriola eferente, que llega a la segunda red capilar, los capilares peritubulares , que rodean los tubulos renales.
La circulación renal cuenta con dos lechos capilares, los glomerulares y peritubulares, que están dispuestos en series y están separados por las arteriolas eferentes, que regula la presión hidrostática de los grupos capilares.
+ presión hidrostática en los capilares glomerulares
DIFERENCIAS REGIONALES DE NEFRONAS.
Hay diferencias de nefronas dependiedo de la profundidad a la que este la nefrona dentro de la masa renal. Aquellas que tienen glomerulos en la corteza externa se denomina nefrona cortical ; tienen asas de Henle cortas que penetran a distancia corta de la medula. En cambio, las nefronas que tienen glomérulos en la profundidad de la corteza renal cerca de la medula se denominan nefronas yuxtamedulare s. Estas tienen asas de Henle grandes que discurren a la medula.
La estructura vascular que irriga las nefronas yuxtamedulares difiren. En las nefronas corticales todo el sistema tubular esta rodeado por una red de capilares peritubulares. En las nefronas yuxtamedulares , las arteriolas eferentes largas se extienden desde los glomérulos a la medula externa y se dividen en capilares peritubulares especializados, los vasos rectos, que se extienden hasta la medula al lado de las asas de Henle. Los vasos rectos vuelven a la corteza y se vacian en las venas corticales. Esta red especializada de capilares en la medula desempeña una función esencial en la formación de orina.
MICCION.
La micción es el proceso por el cual la vejiga urinaria se vacia cuando esta llena. Se realiza en dos pasos. Primero, la vejiga se llena hasta que la tensión en las paredes aumenta, lo que desencadena el segundo paso que es un reflejo nervioso, llamado reflejo miccional , que vacia la vejiga o provoca el deseo de orinar. El reflejo miccional es un reflejo medular autónomo, pero los centros de la corteza cerebral o en el tronco del encefale pueden inhibir o facilitar el reflejo.
ANATOMIA FISIOLOGICA DE LA VEJIGA.
VEJIGA. La vejiga urinaria es una cámara de musculo liso compuesta por dos partes: el cuerpo
(acumula la orina) y el cuello (extensión y se conecta con la uretra).
El musculo liso de la vejiga se llama musculo detrusor. Sus fibras están en todas las direcciones y al contraerse, aumenta la presión de 40-60mmhg. La contracción del musculo detrusor es importante para el vaciamiento. Las celular musculares lisas se fusionan entre si, contienen vías eléctricas, por lo que se propaga un potencial de acción por el musculo, provocando la contracción de la vejiga.
En la pared posterior de la vejiga hay una zona llamada trígono. En la parte inferior del vértice de este trígono, el cuello de la vejiga se abre en la uretra posterior, y los dos uréteres entran en la vejiga en los angulos superiores del trígono.
Cada uréter discurre en sentido oblicuo por el musculo detrusor y después pasa por debajo de la mucosa vesical antes de vaciarse en la vejiga.
El cuello de la vejiga esta compuesta por musculo detrusor entrelazado por tejido elástico, llamado en esa zona esfínter interno. Su tono natural mantiene el cuello y la uretra vacias de orina e impide el vaciamiento de la vejiga hasta que la presión aumento por encima del umbral.
La uretra atraviesa el diafragma urogenital , que contiene na capa de musculo llamado esfínter externo de la vejiga, el cual es un musculo esquelético voluntario. Este musculo esta bajo control del sistema nervioso y puede usarse para impedir la micción.
INERVACION DE LA VEJIGA. La principal inervación nerviosa de la
vejiga es a través de los nervios pélvicos , que conectan con la medula espinal por el plexo sacro (S2-S3). En los nervios pélvicos discurren fibras nerviosas sensitivas y motoras. Las fibras sensitivas detectan el grado de dsitension de la pared de la vejiga. Las señales de distensión de la uretra posterior son fuertes y son responsables de inciar reflejos de micción.
Los nervios motores transmitidos por los nervios pélvicos son fibras parasimpáticas. Terminan en las celular ganglionares localizadas en la pared de la vejiga. Después, nervios posganglionares cortos inervan el musculo detrusor.
Las fibras motoras esqueléticas llegan por el nervio pudendo hasta le esfínter vesical externo. Son fibras nerviosas somaticas que inervan y controlan el musculo esquelético voluntario del esfínter. La vejiga recibe la inervación simpática de la cadena simpática por los nervios hipogástricos , que conectan con el segmento L2 de la medula. Estas fibras simpáticas estimulan los vasos sanguíneos.
TRANSPORTE DE ORINA DESDE EL RIÑON
HASTA LOS URETERES Y VEJIGA
La orina que sale de la vejiga tiene la misma composición del liquido que fluye por los conductos colectores; no hay cambios significativos.
La orina fluye desde los conductos colectores hacia los calices renales, estira los calices e incrementa su actividad de marcapasos intrínseca, lo que inicia las contracciones peristálticas que se propagan a la pelvis renal y después por el uréter, formadose la orina hasta la vejiga.
Las paredes de los uréteres contienen musculo liso y están inervadas por nervios simpáticos y parasimpáticos. Las contracciones peristálticas en el uréter se potencian con la estimulación parasimpática y se inhiben con la simpática.
Los uréteres entran en la vejiga a través del musculo detrusor en la región del trígono vesical. Los uréteres discurren en sentido oblicuo por la pared vesical. El tono normal del musculo detrusor en la pared de la vejiga tiende a comprimir el uréter, impidiendo el retroceso de orina. Cada onda peristáltica aumena la presión dentro del uréter de manera que la región que atraviesa la pared de la vejiga se abre y permite a la orina fluir hacia la vejiga.
SENSACION DE DOLOR EN LOS URETERES Y
REFLEJO URETERORRENAL
Los uréteres reciben una inervación de fibras nerviosas del dolor. Cuando un uréter se bloquea, se produce una constriccion refleja intensa acompañada de un dolor intenso. Los impulsos dolorosos provocan un reflejo simpático hacia el riñon que contrae las arteriolas renales, lo que reduce la producción renal de orina. Este efecto se llama reflejo ureterorrenal y es importante para evitar el flujo excesivo de liquido a la pelvis de un riñon con un uréter obstruido.
LLENADO DE VEJIGA Y TONO DE LA PARED
VESICAL: CISTOMETROGRAFIA
Cuando no hay orina en la vejiga, la presión intravesical es de 0, pero cuando hay de 30-50ml de orina la presión aumenta de 5-10cm de agua. Puede recogerse una cantidad adicional de orina con solo pequeños aumentos adicionales de la presión; este nivel de cambio de presión se debe al tono intrínseco de la propia pared de la vejiga. Por encima de los 300-400ml, la acumulación de orina provoca un aumento rápido de presión.Los cambios a presiones altas, se conocen como ondas de micción , que se deben al reflejo miccional.
REFLEJO MICCIONAL
A medida que se llena la vejiga empiezan a aparecer contracciones miccionales sobrepuestas. Estas se deben al reflejo de distensión en la pared de la vejiga, por los receptores de distensión. Las señales sensitivas de los receptores se conducen a los segmentos sacros de la medula por los nervios pélvicos y vuelven a la vejiga por las fibras nerviosas parasimpáticas por los mismos nervios.Cuando la vejiga esta parcialmente llena, estas contracciones miccionales suelen relajarse por una fracción de minuto, el musculo detrusor deja de contraerse y la presión vuelve a su valor basal. A medida que la vejiga se llena, los reflejos miccionales se hacen mas frecuentes y provocan mas contracciones.
La formación de orina comienza cuando el liquido casi no dispone de proteínas, se filtra desde los capilares glomerulares a la capsula de Browman. Las sustancias de plasma se filtran libremente de manera que su concentración en el filtrado glomerular de la capsula de Browman es casi la misma que el plasma. Cuando el liquido abandona la capsula y pasa por los tubulos, se modifica por la reabsorción de agua y solutos hacia la sangre o por la secreción de otras sustancias desde los capilares peritubulares hacia los tubulos.
Manejo renal de sustancias:
- La sustancia se filtra libremente, pero no se reabsorbe
- La sustancia se filtra libremente, pero parte de la carga filtrada se reabsorbe de nuevo a la sangre
- La sustancia se filtra libremente, pero no se excreta en la orina porque toda la sustancia filtrada se reabsorbe de los tubulos hacia la sangre
- La sustancia se filtra libremente y no se reabsorbe, pero se secreta desde la sangre capilar peritubular hacia los tubulos renales
Para casa sustancia del plasma hay una combinación particular de filtración, reabsorción y secreción.
FILTRACION, REABSORCION Y SECRECION DE
DIFERENTES SUSTANCIAS
La reabsorción tubular es mas importante que la secreción tubular en la formación de la orina, pero la secreción determina las cantidades de iones potasio e hidrogeno y algunas sustancias que se excretan por la orina. La mayoría de las sustancias que deben eliminarse de la sangre se reabsorben mal y por ellos se excretan en grandes cantidades en la orina. Ciertas sustancias extrañas y fármacos se reabsorben mal pero se secretan desde la sangre a los tubulos, por lo que su excreción es alta.
Los electrolitos se reabsorben mucho, por lo que aparecen solo en pequeñas cantidades en la orina. Ciertas sustancias nutritivas se reabsorben completamente de los tubulos y no aparecen en la orina, aunque filtren por los capilares glomerulares.
Cada una de los procesos esta regulado por las necesidades del cuerpo. Para la mayoría de las sustancias, la filtración y reabsorción son intensas comparadas con la excreción.
1°: FILTRACION GLOMERULAR La FG alta permite a los riñones
eliminar con rapidez productos de desecho del cuerpo que dependen de la FG para su excreción. La mayoría de los productos de desecho se absorbe mal en los tubulos y depende de un FG alto para extraerlos del cuerpo.
El FG alto permite que el riñon filtre y procese todos los liquidos corporales muchas veces al dia. Permite controlar de modo preciso y rápido el volumen y composición de los liquidos corporales.
COMPOSICION DEL FILTRADO GLOMERULAR
La formación de la orina comienza con la filtración de grandes cantidades de liquido a través de los capilares glomerulares hacia la capsula de Browman. Los capilares glomerulares son impermeables a las proteínas, de manera que el liquido filtrado carece de proteínas y elementos celulares.
Los concentraciones de otros constituyentes del FG son similares a las concentraciones en el plasma. Algunas sustancias con un peso molecular bajo no se filtran libremente por que están unidas a proteínas plasmáticas.
FG ES DEL 20% DEL FLUJO PLAMASTICO
RENAL
El FG esta determinado por:
- El equilibrio entre las fuerzas hidrostáticas y coloidosmoticas que actua por la membrana capilar
- El coeficiente de filtración capilar, el producto de la permeabilidad por el área superficial del filtro de los capilares.
Los capilares glomerulares tienen una filtración mayor que la mayoría de los capilares por una presión hidrostática glomerular alta y un gran filtrado capilar.
MEMBRANA CPAILAR GLOMERULAR
Tiene tres capas principales:
- Endotelio del capilar
- Membrana basal
- Capa de celular epiteliales: podocitos que rodean la superficie externa
Estas capas forman la barrera de filtración que filtra cientos de veces agua y solutos. La elevada filtración por la membrana se debe a sus características. El endotelio esta perforado por agujeros, las fenestraciones. Las células endoteliales están dotadas de cargas negativas que impiden el paso de proteínas plasmáticas.
Rodeando el endotelio esta la membrana basal, que consta de una red de colágeno y fibrillas de proteoglucanos que tienen espacios por los que se filtra el agua y solutos. La membrana basal evita la filtración de proteínas plasmáticas por las cargas negativas de los proteoglucanos.
Las células epiteliales no son continuas, sino que tienen prolongaciones largas similares a pies (podocitos) que rodean la superficie externa de los capilares. Los podocitos están separados por espacios llamados poros en hendidura por los que se mueve el filtrado glomerular. Las células epiteliales restringen la filtración de proteínas plasmáticas.
LA CAPACIDAD DE FILTRACION DEPENDE DEL
TAMAÑO DEL SOLUTO La membrana capilar glomerular es mas gruesa, mas
porosa y por lo tanto filtra liquido con mas intensidad. La barrera de filtracion glomerular filtra de modo selectivo las moleculas que se filtraran basandose en su tamaño y carga electrica.
Los electrolitos como sodio y compuestos organizos pequeños como la glucosa se filtran libremente. A medida que la masa molecular de la molecula se acerca a la de la albumina, su capacidad para filtrarse se reduce.
LAS MOLECULAS GRANDES CON CARGA NEGATIVA SE FILTRAN CON MENOR FACILIDAD QUE LAS MOLECULAS CON EL MISMO TAMAÑO Y CARGA POSITIVA
DETERMINANTES DEL FG
Esta determinado por:
- La suma de las fuerzas hidrostaticas y coloidosmotica por la membrana glomerular que da lugar a la presion de filtracion neta
- El coeficiente de filtracion capilar glomerular
- EL AUMENTO DEL COEFICIENTE DE FILTRACION CAPILAR GLOMERULAR INCREMENTA EL FG
- EL AUMENTO DE LA PRESION HIDROSTATICA EN LA CAPSULA DE BROWMAN REDUCE EL FG
Los determinantes del FG que son mas variables y estan sujetos al control fisiologico son la presion hidrostatica glomerular y coloidosmotica capilar glomerular. Estas estan influenciadas por el SNS, hormonas y autacoides (sustancias vasoactivas) y otros controles de retroalimentacion intrisecos.
LA ACTIVACION DEL SNS REDUCE EL FG
Los vasos sanguineos de los riñones, estan muy inervados por fibras nerviosas simpaticas. Los nervios simpaticos contraen las arteriolas renales y reducen el flujo sanguineo renal y el FG.
CONTROL HORMONAL Y POR AUTACOIDES
HORMONA O AUTACOIDE EFECTO SOBRE EL FG
Noradrenalina reduce Adrenalina reduce Endotelina reduce Angiotensina II mantiene la FG y excrecion normal. Impide la reduccion Oxido nitrico derivado del endotelio aumenta Prostaglandinas aumenta
AUTORREGULACION DEL FG Y DEL FLUJO
SANGUINEO RENAL
Los mecanismo de retroalimentacion intrinsecos de los riñones mantiene el flujo sanguineo renal y el FG constantes. Esta constancia se denomina autorregulacion.
En los riñones, el flujo sanguineo normal es mucho mayor que el necesario. La principal funcio de la autorregulacion es mantener el FG constante que permita un control preciso de la excrecion renal del agua y solutos.
El FG permanece autorregulado a pesar de las fluctuaciones de la presion arterial.
IMPORTANCIA DE LA AUTORREGULACION DEL
FG PARA EVITAR LOS CAMBIOS EXTREMOS EN
LA EXCRECION RENAL
Los mecanismos autorreguladoes impides el cambio potencial del FG y de la excrecion renal de agua y solutos.
El FG es de 180l/dia y la reabsorcion tubular es de 178,5l/dia, lo que deja 1,5l/dia que se excreta como orina. Si no hubiera una autorregulacion el incremento de la presion arterial provocaria un incremeto del 25% del FG.
Los cambios de presion arterial ejercen un efecto menor sobre el volumen de orina por dos razones:
- La autorregulacion renal impide grandes cambios en el FG
- Hay mecanismos adaptativos en los tubulos renales que provocan un incremento en la reabsorcion cuando el FG aumenta, llamado equilibrio glomerulotubular
RETROALIMENTACION
TUBULOGLOMERULAR Y
AUTORREGULACION DEL FG
Los riñones tienen un mecanismo de retroalimentacion que aclopa los cambios en la concentracion de cloruro de sodio en la macula densa al control de la resistencia arteriolar renal. Esta retroalimentacion ayuda a asegurar una llegada constante de cloruro de sodio al tubulo distal y ayuda a evitar las flutuaciones falsas en la excrecion renal que de otro modo tendrian lugar. Esta retroalimentacion autorregula el flujo sanguineo renal y el FG.
El mecanismo de retroalimentacion tubuloglomerular tiene dos coponentes que actuan juntos en el control del FG:
- Un mecanismo de retroalimentacion arteriolar aferente
- Un mecanismo de retroalimentacion arteriola eferente
Estos mecanismos depende de disposiciones anatomicas del complejo yuxtaglomerular.
El complejo yuxtaglomerular consta de celular de la macula densa en la porcion inicial del tubulo distal y las celulas youxtaglomerulares en las paredes de las arteriolas aferentes y eferentes. La macula densa es un grupo de celulas epiteliales especializadas en los tubulos distales que entra en contacto con las arteriolas aferentes y eferentes.
LA REDUCCION DEL CLORURO DE SODIO EN LA
MACULA DENSA DILATA LAS ARTERIOLAS
AFERENTES Y AUMENTA LA LIBERACION DE
RENINA
Las celulas de la macula densa perciben cambios en el volumen que llega al tubulo distal por medio de señales. La reduccion de FG disminuye la velocidad del flujo que llega al asa de Henle, lo que aumenta la reabsorcion de iones de sodio y cloro en la rama ascendente del asa de Henle, hecho que disminuye la concentracion de cloruro de sodio en las celulas de la macula densa. Esta reduccion de la concentracion de cloruro de sodio inicia una señal que parte de la macula densa y tiene dos efectos:
- Reduce la resistencia al flujo sanguineo en las arteriolas aferentes, lo que eleva la presion hidrostatica glomerular y ayuda a normalizar el FG
- (^) Aumenta la liberacion de renina en las celulas yuxtaglomerulares de las arteriolas aferente y eferente.
La renina liberada actua como una enzima aumentando la formacion de angiotensina I, que se convierte en angiotensina II. La cual contrae las arteriolas eferentes, con lo que aumenta la presion hidrostatica glomerular y ayuda a normalizar el FG.
Estos dos componentes proporcionan señales de retroalimentacion a las arteriolas aferente y eferente para una autorregulacion eficiente del FG durante los cambios de presion arterial.
AUTORREGULACION MIOGENA DEL FLUJO
SANGUIEO RENAL Y EL FG
El estiramiento de la pared vascular permite un mayor movimiento de los iones calcio desde el liquido extracelular a las celular, lo que provoca su contraccion por medio de los mecanismo. Esta contraccion impide una distension excesiva de la pared y ayudar a impedir el aumento excesivo del flujo sanguineo renal y del FG cuando la presion arterial aumenta.
