Fisiología Renal

Anatomía

Diferencias entre sexos:

• Mujeres: uretra más corta, solo conducto urinario.
• Hombres: uretra más larga, conducto urinario y reproductor.

Los riñones están protegidos por las costillas. El riñón tiene forma de judía y está formado por:

• Cápsula renal (capa externa)
• Corteza renal (debajo de la cápsula)
• Médula renal (debajo de la corteza)

Las pirámides renales (estructuras cónicas en la médula) contienen los conductos que transportan la orina. Los conductos desembocan en los cálices menores, que a su vez desembocan en los cálices mayores. De ahí, la orina pasa a la pelvis renal y luego al uréter.

El uréter, un conducto de músculo liso, impulsa la orina hacia la vejiga mediante contracciones involuntarias. La vejiga, también de músculo liso, se expande y contrae para almacenar y eliminar la orina. Funcionalmente, la vejiga se divide en:

• Cúpula: Contiene el músculo detrusor.
• Base: Contiene el músculo trígono (donde se encuentra la uretra).

El sistema nervioso autónomo controla la micción. El SNAS relaja el músculo detrusor (efecto beta-adrenérgico) y contrae el trígono (efecto alfa-adrenérgico) para retener la orina.

Circulación Renal

La sangre llega al riñón a través de la arteria renal y sale por la vena renal. Ambas, junto con el uréter, entran y salen por el hilio renal. La arteria renal se ramifica en:

1. Arterias segmentarias
2. Arterias interlobulares (discurren entre las pirámides renales)
3. Arterias arcuatas (en la unión corticomedular)
4. Arterias interlobulillares (irrigan la corteza)

El sistema venoso sigue un patrón similar en sentido inverso.

Nefrona: Unidad Funcional del Riñón

Las nefronas son las unidades estructurales y funcionales del riñón, responsables de la formación de la orina. No se pueden regenerar. Existen dos tipos:

• Nefronas corticales (80%): Ubicadas en la corteza renal.
• Nefronas yuxtamedulares (20%): Ubicadas cerca de la médula renal.

Con la edad, se produce una pérdida progresiva de nefronas (alrededor del 10% cada 10 años después de los 40). Las nefronas restantes aumentan su función para compensar la pérdida.

Insuficiencia renal: Se produce cuando se pierde alrededor del 20% de las nefronas.

Formación de la Orina

Cada nefrona realiza tres procesos para formar la orina:

1. Filtración: Paso de líquido desde la sangre hacia la luz de la nefrona en el corpúsculo renal (alrededor de 180 L al día).
2. Reabsorción: Retorno de sustancias del filtrado al torrente sanguíneo a través de los capilares peritubulares (alrededor del 99% del filtrado se reabsorbe).
3. Secreción: Transporte activo de moléculas desde la sangre al interior de la nefrona.

La excreción es la eliminación de sustancias a través de la orina, resultado de la suma de los tres procesos anteriores. El volumen de orina normal oscila entre 800 y 2000 mL/día, con una osmolaridad entre 50 y 1400 mOsm/L.

Estructura de la Nefrona

1. Glomérulo: Red de capilares glomerulares dentro de la cápsula de Bowman. Filtra grandes cantidades de sangre a alta presión (unos 60 mmHg). La sangre entra al glomérulo por la arteriola aferente y sale por la arteriola eferente.
2. Túbulo: Conducto largo (túbulo proximal, asa de Henle, túbulo distal) donde el filtrado se convierte en orina.
3. Capilares peritubulares/vasos rectos: Segunda red de capilares que rodean al túbulo. En las nefronas corticales se llaman vasos peritubulares y en las yuxtamedulares, vasos rectos.
4. Dos arteriolas y dos sets de capilares: Cada nefrona tiene una arteriola aferente y una eferente, y dos sets de capilares asociados (glomérulo y peritubulares/vasos rectos).

Funciones del Riñón

1. Excreción: Eliminación de productos metabólicos de desecho (urea, creatinina, ácido úrico, productos de degradación de la hemoglobina), sustancias químicas extrañas, fármacos y metabolitos de hormonas.
2. Regulación del equilibrio hídrico y electrolítico: Mantiene la homeostasis mediante la regulación de la excreción de agua y electrolitos (sodio, potasio, calcio, etc.).
3. Regulación de la presión arterial: Regula la presión arterial a largo plazo mediante la excreción de sodio y agua, y la secreción de sustancias vasoactivas como la renina, que participa en la formación de angiotensina II.
4. Regulación del equilibrio ácido-base: Junto con los pulmones y los amortiguadores del líquido corporal, regula el pH mediante la excreción de ácidos y la regulación de sustancias amortiguadoras (bicarbonato).
5. Regulación de la producción de eritrocitos: Secreta eritropoyetina (EPO) en respuesta a la hipoxia, estimulando la producción de glóbulos rojos en la médula ósea.
6. Regulación de la formación de vitamina D: Convierte la vitamina D en su forma activa, esencial para la absorción de calcio en el intestino y la salud ósea.
7. Síntesis de glucosa: Realiza gluconeogénesis (síntesis de glucosa a partir de aminoácidos) durante el ayuno prolongado, en conjunto con el hígado.

Filtración Glomerular

Glomérulo

• Red de capilares que recibe sangre de la arteriola aferente.
• Su estructura en forma de ovillo aumenta la superficie de intercambio para la filtración.
• Está rodeado por la cápsula de Bowman, que recoge el filtrado.

Filtración

• Paso de líquido desde la sangre hacia la luz de la nefrona en el corpúsculo renal.
• Primera etapa de la formación de la orina.
• El filtrado (preorina) tiene una composición similar al plasma, pero sin proteínas.

Barreras de Filtración

1. Endotelio capilar glomerular: Los capilares fenestrados permiten el paso de plasma, pero no de glóbulos rojos ni proteínas grandes.
2. Membrana basal: Capa acelular con carga negativa que repele las proteínas plasmáticas.
3. Podocitos: Células especializadas de la cápsula de Bowman que rodean los capilares y participan en la filtración.

Coeficiente de Filtración

• Oscila entre 0 y 1 (1: filtración completa, 0: no hay filtración).
• Depende del tamaño y la carga eléctrica de la molécula.
• Las moléculas pequeñas y con carga neutra se filtran más fácilmente.

Presión de Filtración

La cantidad de líquido filtrado depende del equilibrio entre:

• Presión hidrostática capilar: Favorece la filtración.
• Presión hidrostática capsular: Se opone a la filtración.
• Presión coloidosmótica capilar: Se opone a la filtración.
• Presión coloidosmótica capsular: Favorece la filtración (cercana a 0 debido a la ausencia de proteínas en el filtrado).

Ecuación de Starling: Filtración = Phc – Poc – Phi + Poi

Tasa de Filtración Glomerular (TFG)

• Volumen de líquido filtrado por unidad de tiempo.
• Depende de la presión de filtración y el coeficiente de filtración.

Flujo Sanguíneo Renal (FSR)

• Volumen de sangre que llega al glomérulo por unidad de tiempo.
• El flujo plasmático renal (FPR) representa aproximadamente 3/5 del FSR.

Regulación de la TFG

• Autorregulación del FSR: Respuesta miogénica de la arteriola aferente y retroalimentación túbuloglomerular (aparato yuxtaglomerular).
• Hormonas y neuronas autónomas: Regulan el radio de las arteriolas y el coeficiente de filtración.

Hormonas que Regulan la TFG

• Reducen el FSR: Adrenalina, noradrenalina (SNAS) y angiotensina II (a altas concentraciones).
• Aumentan el FSR: Prostaglandinas, óxido nítrico, bradicinina y dopamina.

Aparato Yuxtaglomerular (AY)

• Estructura localizada entre el asa ascendente y las arteriolas aferente y eferente.
• Secreta renina y sustancias vasoconstrictoras en respuesta a cambios en la presión arterial y la concentración de sodio en el túbulo distal.

Regulación de la Presión Arterial

• La presión arterial influye en la presión hidrostática capilar y, por lo tanto, en la TFG.
• La TFG se mantiene constante en un rango de presión arterial media (PAM) de 80 a 180 mmHg gracias a los mecanismos de autorregulación.

Mecanismos de Reabsorción y Secreción Tubular

Reabsorción

• Proceso de transporte de sustancias desde la luz del túbulo de regreso al torrente sanguíneo a través de los capilares peritubulares.
• Alrededor del 80% del filtrado se reabsorbe en el túbulo contorneado proximal.

Reabsorción en el Túbulo Contorneado Proximal

• Reabsorción de glucosa (transportadores SGLT1 y SGLT2), proteínas, aminoácidos (transportadores acoplados a sodio) e iones.
• El transporte activo de sodio genera un gradiente electroquímico que impulsa la reabsorción de otras sustancias.
• La reabsorción de agua se produce por ósmosis, siguiendo el movimiento de solutos.

Tipos de Reabsorción

• Transporte transepitelial: Las sustancias atraviesan las membranas apical y basolateral de las células epiteliales del túbulo.
• Vía paracelular: Las sustancias pasan a través de las uniones entre células adyacentes.

Secreción

• Transferencia de moléculas desde el líquido extracelular hacia la luz de la nefrona.
• Proceso activo que depende de sistemas de transporte de membrana.
• Permite la excreción de sustancias que no se filtran o que se reabsorben en cantidades insuficientes.

Manejo Renal de Iones

Sodio

• Se reabsorbe activamente en el túbulo contorneado proximal y otras partes de la nefrona.
• La bomba Na+/K+ en la membrana basolateral crea un gradiente electroquímico que impulsa la reabsorción de sodio.
• La aldosterona regula la reabsorción de sodio en el túbulo distal y el conducto colector.

Potasio

• Se reabsorbe en el túbulo contorneado proximal y se secreta en el asa ascendente de Henle y el túbulo contorneado distal.

Excreción

• Resultado de la filtración, reabsorción y secreción.
• La composición de la orina es diferente a la del filtrado glomerular debido a los procesos de reabsorción y secreción.

Clearance o Aclaramiento

• Mide la capacidad del riñón para eliminar una sustancia del plasma.
• Se expresa como el volumen de plasma que se limpia de una sustancia por unidad de tiempo.

Clearance de Inulina

• La inulina es una sustancia que se filtra libremente, pero no se reabsorbe ni se secreta.
• Su clearance se utiliza para estimar la TFG.

Clearance de Creatinina

• La creatinina es un producto de desecho del metabolismo muscular que se filtra y se secreta en pequeñas cantidades.
• Su clearance se utiliza como una medida clínica de la TFG.

Sistema de Contracorriente y Manejo Renal de la Urea

Reabsorción de Agua

• Reabsorción obligatoria: No está regulada y se produce en el túbulo contorneado proximal y el asa descendente de Henle.
• Reabsorción facultativa: Regulada por la hormona antidiurética (ADH) en el túbulo contorneado distal y el conducto colector.

Manejo Renal de la Urea

• La urea se filtra libremente en el glomérulo.
• Se reabsorbe en el túbulo contorneado proximal (50%) y se secreta en el asa descendente de Henle.
• La ADH aumenta la permeabilidad a la urea en el conducto colector medular, lo que contribuye a la concentración de la orina.

Sistema Multiplicador de Contracorriente

• Mecanismo que genera un gradiente osmótico en la médula renal, lo que permite la concentración de la orina.
• Depende del transporte activo de sodio, cloruro y potasio en el asa ascendente de Henle, y la reabsorción de agua en el asa descendente de Henle y el conducto colector.
• El reciclaje de la urea también contribuye al gradiente osmótico medular.

Etapas del Sistema Multiplicador de Contracorriente

1. Efecto único: Reabsorción de solutos (NaCl) en el asa ascendente de Henle, lo que aumenta la osmolaridad del líquido intersticial.
2. Flujo de líquido tubular: El movimiento del líquido tubular a través del asa de Henle mantiene el gradiente osmótico.

Intercambio Capilar en la Multiplicación por Contracorriente

• Los vasos rectos, que discurren paralelos al asa de Henle, participan en el intercambio de agua y solutos con el líquido intersticial.
• La disposición en contracorriente de los vasos rectos ayuda a mantener el gradiente osmótico medular.

Balance Glomerulotubular

• Mecanismo que asegura la reabsorción de una fracción constante del filtrado glomerular.
• Si aumenta la carga filtrada, también aumenta la reabsorción, lo que ayuda a mantener el equilibrio hídrico y electrolítico.

Regulación Hormonal de la Concentración de la Orina

Hormona Antidiurética (ADH)

• Aumenta la permeabilidad al agua en el túbulo contorneado distal y el conducto colector.
• Promueve la reabsorción de agua y la concentración de la orina.

Aldosterona

• Aumenta la reabsorción de sodio y la secreción de potasio en el túbulo contorneado distal y el conducto colector.
• Contribuye a la regulación del volumen y la osmolaridad del líquido extracelular.

Etiquetas: anatomía del riñón, Filtración Glomerular, fisiología renal, nefrona, Reabsorción Tubular