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ANATOMIA Y FISIOLOGÍA DEL SISTEMA URINARIO*.

Riñones:

Con forma de “frijol” con un borde lateral convexo y uno medial cóncavo cuya concavidad se llama seno renal donde se localiza el pedículo renal, siendo el riñón izquierdo un poco más alto que el derecho (debido al desplazamiento que ocasiona el hígado en el derecho). Tienen una longitud de polo a polo de 10 a 12 cm, un diámetro trasverso de 5 a 6 cm y un espesor de 2,5 a 3 cm. Se localizan en los canales paravertebrales en la región lumbar extendiéndose el derecho desde T12 hasta L4 y el izquierdo de T11 a L3 o sea que el polo inferior se localiza un poco por encima de la cicatriz umbilical, en su proyección anterior. VER GRAFICO 259 CUADERNO ROJO2.

Espacialmente el polo superior es un poco más medial que el inferior, y la cara anterior se dirige un poco hacia adelante y afuera

Funciones del riñón:

  • Mantener la volemia.
  • Mantener el equilibrio de electrolitos.
  • Mantener el equilibrio acido-base.
  • Función excretora de productos de desecho (urea de las proteínas, ácidoúrico de las bases nitrogenadas, creatinina de la creatina muscular, xenobioticos, tóxicos, etcétera).
  • Síntesis de vitamina D3.
  • Síntesis de renina.
  • Síntesis de eritropoyetina.

Relaciones de los Riñones:

Son retroperitoneales y por tanto se encuentran dentro de la grasa retroperitoneal, la cual forma la cápsula adiposa de los riñones (medio de sustento y de fijación). La cápsula adiposa renal posee una capa superficial de grasa o porción areolar de grasa retroperitoneal y una capa profunda de tejido conectivo que rodea al riñón que se llama fascia renal (la cual está en contacto con la cápsula fibrosa renal), la cual separa el polo superior renal de la glándula suprarrenal (pero también envuelve la cápsula suprarrenal en toda su extensión).

Cara anterior del riñón derecho: por arriba con el hígado, inmediatamente abajo del hígado y adentro con el duodeno y abajo y afuera del hígado con el colon, y en la parte inferior de la cara anterior se relaciona con el yeyuno.

Cara anterior del riñón izquierdo: Por arriba y medial con el estómago, arriba y lateral con el bazo, en la parte media con el páncreas, abajo y medial el yeyuno y finalmente abajo y lateral con el colon.

Cara posterior de ambos Riñones: Por arriba con músculo diafragma, con la última costilla falsa (en el caso del riñón derecho y con las dos últimas costillas en el caso del riñón izquierdo), y con el grupo muscular formado de adentro hacia afuera por el m. psoas mayor, cuadrado lumbar (que se inserta en la última costilla falsa y en la cresta iliaca) y el músculo transverso del abdomen. Así mismo se relacionan con los nervios iliohipogástrico e iliohinguinal.

Borde lateral: Es libre

Borde Medial: se relaciona con el pedículo de fijación o pedículo renal, localizado a nivel de L1 y formado así:

a).- Pelvis renal. Es el elemento más posterior,

b).- Arteria renal. Por delante de la pelvis renal, la cual se divide antes de entrar al riñón,

c).- Vena renal. La estructura más anterior.

Estructura interna macroscópica del riñón:

a).- Cápsula fibrosa del riñón: la cual rodea todo el riñón, al cual a nivel del pedículo de fijación renal se invagina formado tejido conectivo fibroso, las cuales a nivel de la médula renal forman las columnas renales de Bertín.

b).- Pirámides renales de Malpighi: se localizan a nivel de la médula renal limitadas por las columnas de Bertín las cuales varían de 8 a 12 (máximo 16), las cuales su vértice apuntan hacia el seno renal, vértice que se denomina papilas renales. La base de la pirámide (en realidad de forma de arco) se relaciona con la corteza renal. El conjunto de pirámide renal de Malpighi y la porción de corteza que lo continua hasta la cápsula fibrosa renal forma los lóbulos renales; los cuales lógicamente van a ser en el mismo número que las pirámides.

c).-  Rayos medulares: son unas estriaciones localizadas en los lóbulos renales en la transición entre la porción profunda de la corteza y la médula renal (pirámide de Malpighi), los cuales forman la porción radiada de la corteza. Las estriaciones o rayos oscuros corresponden a vasos sanguíneos y las estriaciones o rayos claros corresponden a los túbulos renales de la nefrona.

c).- Papilas renales: corresponden a los vértices de las pirámides renales de Malpighi, en donde desembocan los túbulos colectores mayores de Bellini o túbulos colectores de segundo orden, los cuales se forman en la parte profunda de la médula renal por la confluencia de varios túbulos  colectores de las nefronas (por eso al microscopio se ven como la tapa de un salero); los cuales están envueltas por unas estructuras en forma de capuchones llamadas cálices menores, los cuales recepcionan la orina que sale por los túbulos  colectores mayores de Belline a nivel de la papila.

d).- Cálices menores y mayores: Los cálices menores son igualmente de 8 a 12, igual número que las papilas renales, las pirámides de Malpighi y los lóbulos renales, teniendo forma de capuchones y están localizados sobre las papilas renales. Los cálices menores desembocan en los cálices mayores, los cuales son tres: superior, el medio y el inferior, desembocando en cada uno de ellos entre 2, 3 o 4 cálices menores dependiendo la cantidad de papilas y pirámides de Malpighi se posea. Estos cálices mayores desembocan en la pelvis renal.

e).- Pelvis renal. Localizada a nivel del seno renal, formando parte del pedículo renal de fijación y es donde desembocan los tres cálices mayores. En el vértice de la pelvis renal se encuentra la unión pieloureteral, luego de lo cual encontramos el estrechamiento superior del uréter.

La corteza renal posee una zona granular y una zona radiada.

En forma general podemos decir que en la corteza encontramos la mayor cantidad de glomérulos y túbulos, mientras que a nivel de la médula (pirámides de Malpighi) encontramos predominantemente las asas de Henle y los túbulos colectores.  

Estructura microscópica renal: La nefrona.

Cada riñón puede tener más de 1 millón de nefronas (más de 2 millones entre ambos riñones), las cuales se localizan exclusivamente en la corteza renal, unas más externas próximas a la superficie renal y se les denomina nefronas corticales superficiales y las otras más profundas próximas al límite con la región medular y se les denomina nefronas corticales yuxtamedulares.

La diferencias entre los dos tipos de nefronas es que las nefronas corticales superficiales son más numerosas (7/8 del total), tienen una TFG menor, tienen el asa de Henle más corta y no poseen vasos rectos alrededor de los túbulos renales.

Las nefronas se componen microscópicamente de cápsula de Bowman, glomérulo, mesangio glomerular, corpúsculo glomerular, aparato yuxtaglomerular, túbulo proximal, el asa de Henle, el túbulo distal y el túbulo colector.

Cápsula de Bowman. Es una estructura en forma de copa dentro de la cual se encuentran los capilares glomerulares o glomérulo, que corresponde al inicio de la nefrona y está constituida por una bolsa de doble capa, una capa parietal y una visceral, entre las cuales existe un espacio denominado espacio urinario o espacio capsular de Bowman. La capa parietal (externa) está formada por una capa de células epiteliales planas simples que forman el epitelio capsular que se apoya sobre su lámina basal y forma el límite externo del corpúsculo glomerular; capa que en el polo urinario se continúa con el epitelio cúbico del túbulo proximal (TP). La capa visceral (interna) adosada a la membrana basal glomerular (MBG) de los capilares glomerulares, está formada por unas células denominadas podocitos, los cuales son células estrelladas de gran tamaño que emiten prolongaciones primarias que se ramifican en prolongaciones secundarias y estas en prolongaciones terciarias (pedicelos) que envuelven los capilares glomerulares. Estos pedicelos se interdigitan (entre los pedicelos del mismo podocito y de los podocitos vecinos) formando una red con pequeñísimas ranuras denominadas ranuras o hendiduras de filtración (de 20 a 30 nm de ancho). Estos pedicelos interdigitados poseen en sus membranas glicoproteínas trasmembrana cadherina y la proteína trasmembrana nefrina, las cuales fijan un pedicelo con otro formando una “membrana” sobre la ranura o hendiduras de filtración, membrana éstas que se denominan diafragmas; además las nefrinas se unen intracelularmente con el citoesqueleto de actina de los podocitos que los mantiene adosados. Estos podocitos no se dividen y cuando existe lesión glomerular se pierden irreversiblemente. La alteración en estas proteínas trasmembrana da origen a los síndromes nefróticos, caracterizados por proteinurias.

 Glomérulo. Está formado por los capilares glomerulares los cuales son ramificación de la arteriola aferente que forman un “penacho” dentro de la cápsula de Bowman, capilares que luego vuelven a unirse para formar la arteriola eferente; o sea que el glomérulo es el “penacho” formado por asas capilares que se originan de la arteriola aferente del glomérulo, una vez ingresa en la cápsula de Bowman. Los capilares glomerulares poseen un endotelio que presenta “poros” o “fenestraciones” o sea espacios entre las células endoteliales que permiten el paso de plasma pero no de los elementos formes de la sangre. Además éstas células endoteliales presentan en su superficie unas glicoproteínas (llamadas podocalixina) cuyo componente glucósido son ácidos síalicos que le dan una gran carga aniónica, lo cual sirve de barrera eléctrica para la filtración glomerular de las proteínas rechazando eléctricamente su paso. El área de filtración de todos los capilares glomerulares de ambos riñones suma aproximadamente 1.5 m2.

A continuación del endotelio capilar fenestrado y descansando sobre ésta, encontramos la membrana basal glomerular (MBG) la cual no es fenestrada y por tanto impide el paso de macromoléculas, que si pueden pasar por las fenestraciones endoteliales, y solo permiten el paso de agua, pequeños solutos, iones e incluso proteínas pero de pequeño tamaño.

La MBG está formada por tres capas, dos finas y una gruesa. Las dos finas son una interna denominada lámina rara interna y una externa denominada lámina rara externa y la lámina gruesa central denominada lámina densa.

Las tres capas están formadas por proteínas (colágeno tipo IV, laminina, nidógeno o ectactina, fibronectina, entre otras) y  glucosaminoglicanos como el heparán sulfato, que forman una estructura tipo enrejado que tienen función de filtración mecánica y también filtración eléctrica, dada por la anionidad del heparán sulfato.

Luego de la MBG encontramos la capa visceral de la cápsula de Bowman (formada por células epiteliales con pedicelos denominadas podocitos), sobre la cual descansa la MBG.

Mesangio glomerular. El mesangio es un tejido conectivo conformado por las células mesangiales intraglomerulares (ver aparato yuxtaglomerular) y la matriz mesangial. Tejido que se localiza entre los capilares del glomérulo y que es más abundante hacia el polo vascular glomerular, donde se relacionan con las células mesangiales extraglomerulares que hacen parte del aparato yuxtaglomerular. Este tejido tiene por función servir de soporte a los capilares glomerulares y las células mesangiales intraglomerulares intervienen en forma indirecta en la filtración glomerular debido a que poseen receptores para la Angiotensina II, para norepinefrina, para endotelina 1 y para la hormona antidiurética o vasopresina, las cuales al actuar como  ligando de su respectivos receptores activan el aparato contráctil de la célula mesangial intraglomerular contrayéndola, lo cual lleva a que se reduzca la superficie glomerular lo cual lleva a que se reduzca la superficie de filtración en los capilares glomerulares lo cual lleva a una menor TFG; pero estas células también poseen receptores para el péptido natriurético auricular (PNA) y para el óxido nítrico los cuales al actuar como ligando de sus receptores causan la relajación de la célula llevando al efecto contrario o sea aumentando el área de filtración glomerular.  Además de su función de soporte y de participación indirecta en la filtración glomerular, las células mesangiales intraglomerulares también tienen función en la síntesis de componentes de matriz mesangial (colágeno IV, V y VI, proteoglicanos, fibronectina etc.), Pg. y endotelinas.

Corpúsculo glomerular. Unidad formada por la cápsula de Bowman, el glomérulo y el mesangio glomerular.  VER GRAFICO 367 CUADERNO VIOLETA.

A nivel del corpúsculo glomerular encontramos la barrera de filtración glomerular la cual está formada por las siguientes estructuras de adentro hacia afuera:

a).-  El endotelio fenestrado de los capilares glomerulares, el cual filtra mecánicamente los componentes formes de la sangre (células de la serie blanca, roja y plaquetas) y filtra eléctricamente las proteínas de gran tamaño.

b).- La membrana basal glomerular (MBG) la cual filtra mecánicamente macromoléculas y solo permite el paso de agua, solutos de pequeño tamaño e iones. También posee un filtro eléctrico aniónico que filtra proteínas de pequeño tamaño (por ser aniónica).

c).- La capa visceral de la cápsula de Bowman, a través de los diafragmas de las hendiduras o ranuras de filtración formados por los pedicelos de los podocitos, los cuales forman una barrera física que solo permiten el paso de compuestos de un tamaño menor de 3.5 nm y también una barrera eléctrica aniónica que solo permite el paso de compuestos de carga positiva o neutra.

Aparato yuxtaglomerular (AYG). El aparato yuxtaglomerular, que en lo sucesivo denominaremos con la sigla AYG, es un cúmulo de células localizado próximo al glomérulo, por eso el prefijo “yuxta” que proviene del latín “iuxta” que quiere decir “junto a” o “cerca de”.

El AYG está localizado en el lugar que entran en contacto la arteriola eferente, la aferente, la parte inicial del túbulo contorneado distal y el glomérulo, teniendo por función modular el funcionamiento de cada nefrona respecto de variaciones hemodinámicas (manifestadas en la arteriola aferente) y la composición del filtrado glomerular que circula por el TCD; por tanto el AYG se considera que es volorrecepetor, presorreceptor y quimiorreceptor al censar cambios de volumen y de presión en la arteriola aferente y de concentraciones de iones de sodio, cloro y potasio a nivel del TCD; VER GRAFICO 233 CUADERNO NEGRO.

El cúmulo de células que forman el  AYG son de tres tipos: las células de la mácula densa, células yuxtaglomerulares y las células mesangiales extraglomerulares.

Las células de la macula densa llamadas también células degranuladas, las cuales son células cilíndricas resultado de la diferenciación de células epiteliales que revisten el túbulo contorneado distal (TCD). Tienen como función censar las concentraciones de sodio del filtrado que pasa por ese lugar a nivel del TCD, para lo cual se disponen unas al lado de otras con grandes espacios entre ellas. 

Las células yuxtaglomerulares  llamadas también células granulares o de Ruyter, la cuales son células que resultan de la diferenciación de miocitos de la arteriola aferente, las cuales se localizan alrededor de ésta en su gran mayoría y algunas se localizan alrededor de la arteriola eferente. Tienen por función la síntesis, almacenamiento y luego liberación de la renina. El almacenamiento se lleva a cabo en gránulos y de ahí su nombre de células granulares.

La liberación de la renina responde a varios tipos de estímulos:

1. Por hipoperfusión de la arteriola aferente detectada por baroreceptores localizados en estas células, cuya causa puede ser debida a una baja de la presión arterial, a vasodilatación o a hipovolemia.

2. Por estimulación simpática de los receptores β-1 adrenérgicos localizados en estas células, lo cual puede deberse a cualquier causa de hiperactividad simpática entre ellas por ejemplo la hipotensión que causa una respuesta neurohumoral simpática refleja, situaciones estresantes que causen un aumento de actividad adrenérgica a nivel de suprarrenales, patologías que cursen con liberación de catecolaminas como el feocromocitoma, etcétera (por eso son útil los B-bloqueadores B adrenérgicos)

3. Por estímulo de las células de la mácula densa cuando detectan una alta concentración de sodio a nivel del filtrado del túbulo contorneado distal.

4. Otros estímulos que causan liberación de renina son la misma angiotensina II,  la hormona antidiurética o vasopresina, las concentraciones séricas de potasio, la adenosina, la histamina y la hormona paratiroidea.

Células mesangiales extraglomerulares,  también llamadas células Lacis. Su función no es clara, pero parece que al igual que las intraglomerulares, son células de soporte o sostén (mediante la síntesis de fibras de colágeno y fibronectina) que sirven de medio de conexión entre las células de la mácula densa (degranuladas), las yuxtaglomerulares (granulares de Ruyter) y las mesangiales intraglomerulares, así como medio de anclaje de los capilares glomerulares.

Recordemos que una de las funciones de las células mesangiales intraglomerulares es la de disminuir la superficie del glomérulo con el fin de reducir la tasa de filtración glomerular, contracción que es mediada por la angiotensina II, pues posen receptores para esta molécula. La contracción de estas células, lógicamente es llevada a cabo por fibras de actina y miosina, quienes son las que en última instancia llevan a cabo la actividad constrictora de la angiotensina II; recordemos que la angiotensina II media la contracción al actuar sobre sus receptores, los cuales son receptores trasmembrana de 7 dominios (7TM) o sea tipo serpentina acoplados a proteína Gq (GPCR). Estos receptores activan la proteína Gq la cual vía fracción α activa la fosfolipasa C que activa la cascada de segundos mensajeros IP3 y 1,2 DAG y vía fracción βϒ activa los canales da calcio tipo L de la membrana celular, uno y otro mecanismo tienen como efecto neto el aumento del calcio intracelular. Esta calcio intracelular activa la calmodulina y esta la Kinasa de la cadena ligera de miosina llevado en última instancia a la activación de la cadena ligera de miosina, la cual entra en contacto con la actina generándose la contracción. De otra parte se activa la PKC vía 1,2 DAG, la cual fosforila activando la proteína CPI17, proteína esta que al activarse fosforila e inactiva la fosfatasa de la cadena ligera de miosina (MLCP) la cual al estar inactiva no puede hidrolizar la actividad ATPasa de la cadena ligera de miosina (MLC) y por tanto no puede bloquear la contracción de las fibras. VER GRAFICO 223 CUADERNO NEGRO.

También estas células mesangiales extraglomerulares posen el aparato enzimático necesario para la síntesis de prostaglandinas y citoquinas.

A continuación realizaremos la descripción de los tubos renales que incluye las células que forman su epitelio, las proteínas-Bombas/canales, que poseen en sus paredes y los principales procesos de secreción y reabsorción que se llevan en cada una de sus segmentos. VER GRAFICO 337 CUADERNO VIOLETA.

Túbulo proximal (TP). El cual de acuerdo a su morfología posee una parte proximal contorneada denominada Túbulo Proximal Contorneado (TPC) y una parte distal recta denominada Túbulo Proximal Recto  (TPR). La parte proximal le da “vueltas” o “envuelve” el corpúsculo glomerular y la parte recta distal se continúa con el asa de Henle.

El TP está revestido de un epitelio cúbico simple, cuyas células poseen un borde apical en cepillo y un borde basal con muchas prolongaciones. Entre cada célula hay espacios intercelulares que poseen dos tipos de uniones. Unas son uniones estrechas u oclusores zonulares, que actúan como barrera para evitar el paso de moléculas de gran tamaño desde el lumen del túbulo hasta la capa basal del epitelio. Las otras uniones son las zónulas adherens las cuales mantienen unidas y estable el epitelio cúbico tubular.

Con base en su funcionalidad (sin tener en cuenta su morfología) el tubo proximal se divide en tres segmentos denominados S1, S2 y S3.

Segmento S1: Corresponde a la parte inicial del TPC. Principal sitio de reabsorción de agua y sodio.

Segmento S2: Corresponde a la parte distal del TPC y a la inicial del TPR. Segundo sitio de importancia en reabsorción de agua y sodio. Es el lugar de la nefrona donde se da principalmente la secreción tubular de ácidos orgánicos.

Segmento S3: Corresponde a la parte distal del TPR. No es importante la reabsorción de agua y sodio.

En el TP se reabsorbe cerca de 2/3 del volumen filtrado.

Las células epiteliales tubulares proximales poseen las siguientes proteínas trasportadoras y enzimas en sus membranas:

1).- En el borde apical posee:

  • Canal de Sodio/hidrogeniones: la cual tiene por función sacar un ion hidrogenión del citoplasma a la luz tubular e ingresar un ion de sodio de la luz tubular al citoplasma.
  • Bomba Hidrogeniones/ATPasa: saca un ion de hidrogenión del citoplasma a la luz tubular utilizado ATP.
  • Proteína cotrasportadora de Na/L-lactato: reabsorbe la gran mayoría de L-lactato filtrado en cotrasporte con un ion de sodio.
  • Enzima anhidrasa carbónica IV: la cual se encuentra adosada hacia la luz tubular y tienen mayor actividad en sentido de disociar el ácido carbónico en agua y dióxido de carbono. En el citoplasma esta célula posee también anhidrasa carbónica pero de tipo II la cual cataliza la reacción en sentido contrario o sea condensa el CO2 y el agua en ácido carbónico.

2).- El borde basal pose:

  • Bomba Na/K ATPasa: como todas las células epiteliales tubulares, la cual lleva hacia el intersticio 3 iones de Na e ingresa de ésta al citoplasma 2 iones de K, y es la que tiene por función mantener el gradiente de Na a favor de la luz tubular hacia el citoplasma y de esta forma pueda funcionar el canal de Na/Hidrogeniones.
  • Cotrasporte Na/Bicarbonato: saca un ion de cada uno del citoplasma al intersticio con destino a la circulación general.

Todo este aparato proteínico y enzimático que posee esta célula tiene gran importancia en el mantenimiento del equilibrio acido base de la siguiente forma: En el TP se reabsorbe el 85% del bicarbonato filtrado, lo cual se lleva a cabo mediante el concurso de hidrogeniones secretados a este nivel por el TP (mediante el canal de Na/H en la cual reabsorbe el sodio y secreta hidrogeniones), los hidrogeniones una vez en la luz tubular reaccionan con el bicarbonato para formar ácido carbónico, el cual se disocia espontáneamente en agua y CO2 (esta disociación es aumentada además por la anhidrasa carbónica tipo IV presente en el borde apical en el lado luminal); luego el agua y CO2 formados ingresan fácilmente a la célula epitelial tubular por difusión. Una vez en el citoplasma epitelial por acción de la anhidrasa carbónica tipo II (que orienta la reacción en sentido contrario que la tipo IV) se condensan en ácido carbónico el cual ahora se disocia espontáneamente en bicarbonato e hidrogeniones. El bicarbonato pasa al intersticio mediante el cotrasporte Na/Bicarbonato y de acá a la circulación general. Los hidrogeniones son secretados nuevamente a la luz tubular por el mismo canal Na/H y por la bomba H/ATPasa (con gasto de energía y en menor proporción), para cerrar el círculo reaccionando nuevamente con más bicarbonato filtrado. Esta reabsorción de bicarbonato es la que permite el equilibrio ácido base del sistema buffer bicarbonato / CO2. VER EQUILIBRIO ACIDO BASE.

En resumen en el TP es un segmento con función de reabsorción por excelencia al reabsorber 2/3 del agua filtrada, el 85% del bicarbonato filtrado y gran parte del sodio filtrado.

Una correlación clínica rara de la reabsorción de bicarbonato en el TP lo constituye la acidosis tubular renal proximal (ATR proximal) o Tipo 2, la cual consiste en una acidosis metabólica por la  incapacidad para reabsorber el bicarbonato por el TP. Las causas pueden ser congénitas o secundarias; la congénita es en la mutación del gen que codifica para la proteína cotrasportadora Na+/HCO3-y en consecuencia no puede ingresar el bicarbonato al intersticio, además el cloro no puede ser eliminado vía luz tubular, en consecuencia se tiene acidosis metabólica (por la deficiencia plasmática de bicarbonato) con hipercloremia. En estos pacientes también se presentan alteraciones oculares (glaucoma, cataratas, queratopatía), pancreáticas (hiperamilasemia), de los ganglios basales (calcificaciones) porque en estos sitios también existe esta proteína cotrasportadora Na+/HCO3-. Además presentan retraso en el desarrollo. Las causas secundarias son debidas a: síndrome nefrótico, pos-trasplante y medicamentos que inhiben la anhidrasa carbónica como la acetazolamida y anticonvulsivantes como el topiramato. Las manifestaciones son las de las acidosis o sea vómito, hiporexia y poliurea. Los exámenes de laboratorio indican acidosis metabólica (pH menor a 7.3 con bicarbonato menor a 21 mEq/L), con hipocalemia e hipercloremia. La prueba diagnóstica es la medición de la excreción renal de bicarbonato. El tratamiento es la administración de soluciones alcalinizantes como bicarbonato o un anión orgánico equivalente como el citrato que consume hidrogeniones en su metabolismo hepático.

Asa de Henle. Debemos recordemos que el Asa de Henle posee una porción descendente y otra ascendente. La porción descendente, localizada a continuación del túbulo proximal recto (TPR) en la corteza renal y desciende hasta casi las papilas renales de médula renal, esta porción descendente es delgada con tejido epitelial fino (con células epiteliales sin bordes en cepillo), con poca actividad metabólica (por eso es delgada) teniendo por esta poca actividad metabólica poca permeabilidad a los iones (incluido el Na) y la urea, mientras que es muy permeable al agua (porque son delgadas sus paredes permitiendo fácilmente el paso del agua), de hecho en esta porción se reabsorbe el 20% del agua filtrada el glomérulo, lo cual sucede a través de los canales de aquaporina tipo 1 (AQO1). El agua reabsorbida en esta porción pasa a los vasos rectos arteriolares de la médula renal para integrarse nuevamente a la circulación general.

La porción ascendente posee una porción delgada localizada en la medula interna (con un epitelio y actividad semejante al de la porción descendente) y una porción gruesa localizada en la medula externa y la corteza que tiene un epitelio grueso con bordes en cepillo y con una intensa actividad metabólica (por eso es gruesa). Toda la porción ascendente (delgada y gruesa) es en cambio impermeable al agua. Las células epiteliales de la porción gruesa del asa ascendente posee en su borde apical proteínas trasmembrana llamadas bombas Na+/K++2Cl-, también unos canales de Na+/H+ (hidrogeniones) y canales de K+;  en el borde basolateral de estas células epiteliales se encuentran proteínas de bombas Na+/K+ ATPasa  y canales para K+ y Cl-. Estas bombas y canales realizan los siguientes intercambios iónicos entre la luz del asa, las células epiteliales, el intersticio y la circulación de los vasos rectos de la médula renal.

  • La bomba Na+/K++2Cl- reabsorbe de la luz del asa a la célula epitelial 1 Na+, 1K+ y 2Cl-.
  • Luego la bomba 3Na+/2K+ ATPasa  bombea de la célula epitelial al intersticio 3 Na+ e ingresa 2 K+. Esta bomba mantiene bajo el nivel de Na+ intraepitelial.
  • El Cl que ingresa a la célula epitelial difunde por los canales de Cl de la membrana basocelular hacia el intersticio.
  • EL K intracelular a su vez sale de la célula epitelial hacia el intersticio y nuevamente hacia el lumen del asa mediante sus propios canales de K.
  • También por el mecanismo de cotrasporte la célula epitelial media la reabsorción de Na y la secreción de hidrógenos.
  • Finalmente debido a una ligera carga positiva mayor en la luz del asa respecto del líquido intersticial se realiza una reabsorción paracelular de Na+, K+, Mg++ y Ca++.

Por lo anterior la orina que ingresa al asa de Henle en un principio aumenta su concentración (porque en la porción descendente se da la reabsorción del 20% del agua filtrada), pero una vez ingresa a la porción ascendente se realiza la reabsorción del 25% de los iones de Na+, K+ y Cl-, sin absorción de agua, lo cual hace que la orina que sale del asa de Henle está diluida.

Los diuréticos de asa como la furosemida y otros (ácido etacrínico y bumetanida) tienen su mecanismo de acción al bloquear la bomba de Na+/K++2Cl-, lo cual lógicamente impide la reabsorción de los iones de Na+, K+ y Cl-, lo cual hace que la orina que sale del asa de Henle presente una alta osmolaridad.

 En la porción gruesa del ascendente del asa también se reabsorbe bicarbonato (el 15% del valor filtrado necesario para mantener el equilibrio acido base), cuyo mecanismo es exactamente igual al que se sucede en el túbulo proximal, ya descrito. El bicarbonato excedente es excretado en la orina. Debemos mencionar que en caso de aumento de la concentración de cationes tipo Na o K en el flujo tubular, producto por ejemplo de una terapia con diuréticos, se da la reacción de estos cationes con el bicarbonato, con el consiguiente arrastre del mismo en el filtrado urinario, lo cual lleva a una pérdida aumentada de bicarbonato en orina llevando a acidosis metabólica.

Túbulo contorneado distal.

Histológica y funcionalmente posee dos porciones, una inicial que es continuación del asa de Henle y una distal que es funcionalmente similar al túbulo colector.

En la parte inicial encontramos la mácula densa que hace parte del complejo yuxtaglomerular, el cual tiene por función realizar una retroalimentación del FG y del flujo sanguíneo. En esta primera parte las células epiteliales de túbulo poseen en su borde apical una proteína cotrasportadora de Na+ y Cl-, la cual reabsorbe estos iones desde la luz del túbulo al citoplasma. En su membrana basobasal esta células poseen la misma bombas Na+/K+ ATPasa  que realiza igual función que en el TP y en la porción ascendente del asa de Henle o sea mantiene bajas las concentraciones de Na+ intracelular por transporte al intersticio el cual intercambia por K+ que trae de la circulación general. El Cloro que ingresa de la luz tubular pasa al intersticio de la capa cortical del riñón por canales propios que posee la membrana basobasal de la célula epitelial. La cantidad de sodio reabsorbida en este tramo es del 5% del total filtrado.

Esta primera parte del túbulo distal (igual que la segunda) es casi impermeable al agua y a la urea.

Los diuréticos tiazídicos como la Hidroclorotiazida, la clorotiazida, indapamida y la clortalidona tienen su mecanismo de acción al inhibir el cotrasporte de Na+ y Cl-.

La porción distal del túbulo distal, debido a que su fisiología es muy similar a la porción cortical del túbulo colector se explica en este momento. Es conocido como segmento diluyente debido a que es impermeable al agua (igual que la porción ascendente del asa de Henle) así mismo tampoco es permeable a la urea la parte correspondiente al túbulo distal pero si se reabsorbe alguna cantidad en el túbulo colector medular. Sin embargo esta impermeabilidad al agua es mediada por la hormona Antidiurética o ADH llamada también vasopresina, la cual cuando está presente en altas concentraciones convierte estos segmentos del túbulo distal y del túbulo colector permeables al agua, siendo por tanto un mecanismo regulador de la concentración de la orina. El epitelio de estos segmentos poseen dos tipos de células las principales y las intercaladas;  y de estas últimas tenemos las células intercaladas A y las B.

Las células principales tienen en su membrana basobasal la bombas Na+/K+ ATPasa, la cual cumple la misma función o sea mantener bajas concentraciones de Na+ intracelular epitelial y transportar K+ de la sangre a la célula epitelial manteniendo altas concentraciones de este catión intracelular; y así mismo también poseen canales de Cl- para el transporte del anión Cl- del citoplasma celular a la sangre. Por su parte la membrana apical posee canales para Na+ y canales para K+ que actúan por gradiente de concentración el primero en sentido de la luz tubular al citoplasma celular y el segundo en sentido inverso. La aldosterona tiene su acción fisiológica induciendo la síntesis de los canales de Na+ y K+ apicales o sea que esta hormona estimula la reabsorción de sodio y la secreción de K+; también la aldosterona induce la síntesis de la bomba 3Na+/2K+ ATPasa  de la membrana basal o sea que la aldosterona estimula el paso de K+ del intersticio celular (sangre) hacia el citoplasma de la célula principal y estimula el paso de Na+ en sentido contrario.  Precisamente los diuréticos ahorradores de potasio actúan sobre estas células mediante dos mecanismos según el tipo de medicamento: Unos actúan como antagonistas de los receptores de la hormona aldosterona y por tanto no permite que la hormona estimule los canales de Na+ y K+ y por tanto no se reabsorbe Na+ ni se secreta K+; el diurético ahorrador de potasio antagonista de los receptores de aldosterona es la espironolactona y los otros diuréticos actúan  bloqueando directamente los canales de Na+ y por tanto no permiten su reabsorción esto lleva a que la bombas 3Na+/2K+ ATPasa  no pueda intercambiar Na+ intracelular por K+ de la sangre (intersticio) y por tanto tampoco habrá K+ para secretar a nivel tubular. Los diuréticos ahorradores de potasio que actúan bloqueando los canales de Na+ a nivel apical son la amilorida y el triamtereno.

Las células intercaladas A son importante para el equilibrio ácido base, para lo cual tienen el aparato enzimático de la anhidrasa carbónica II, la cual cataliza la reacción entre el agua y el dióxido de carbono para formar ácido carbónico el cual luego se disocia en bicarbonato e hidrogeniones. Luego los hidrogeniones se secretan hacia la luz tubular por dos proteínas: una es la Bomba de Hidrógeno ATPasa la cual saca hacia la luz tubular un hidrogenión producto de la neoformación  de bicarbonato y la segunda es una Bomba K/H ATPasa en el cual igualmente se saca hidrogeniones pero a cambio se reabsorbe cationes de K. Los bicarbonatos neoformados resultado de la disociación del ácido carbónico, queda  disponibles para ser transportados por la membrana basobasal a la circulación general a través de una proteína intercambiadora de Bicarbonato/Cloro que lógicamente ingresa cloro hacia el citoplasma celular.

Los hidrogeniones producto de esta neoformación de bicarbonato tienen por función participar en la eliminación del amoniaco libre que se produce en estas células de la siguiente forma. Cuando un aminoácido localizado en cualquier tejido diferente al músculo debe ser eliminado o metabolizado en primer lugar sufre una transaminación con un alfa-cetoglutarato obteniéndose como productos el glutamato y el alfa-cetoácido correspondiente del aminoácido en vía metabólica. Luego el glutamato sufre la incorporación de un grupo amino adicional (proveniente de otro aminoácido en metabolismo) en reacción catalizada por la enzima glutamina sintetasa obteniéndose glutamina; luego esta glutamina sale de la célula con destino al intestino con el fin de sufrir una desaminación catalizada por la glutaminasa liberándose un amoniaco libre, el cual viaja por la circulación porta al hígado para incorporare al ciclo de Krebs – Henseleit o ciclo de la urea, y el glutamato liberado en esta desaminación viaja vía porta al hígado para hacer parte del banco de aminoácidos. VER GRAFICO 94 CUADERNO HELM2.  Sin embargo en el  tejido renal la glutamina no viaja al intestino sino que en las células intercalares A se posee el aparato enzimático de la glutaminasa, lo cual permite que se libere el amoniaco libre en estas células (en forma de nemotecnia diríamos que no tendría “gracia” llevar los grupos aminos en forma de glutamina que fue formada en las células tubulares renales hasta el hepatocito para ir a formar parte de la urea, para que luego estos grupos aminos de origen epitelial tubular renal regrese a los túbulos renales para su excreción en forma de urea y por eso lo elimina directamente en el sitio que se produce). Debido a que el amoniaco libre es un gas muy volátil que difunde a través de las membranas se podría presentar la situación que difunda hacia el intersticio y de acá a la circulación general y entonces para que esto no suceda en estas células el amoniaco libre (NH3) reacciona con hidrogeniones (H+) intracelulares (provenientes de la disociación espontánea del ácido carbónico intracelular epitelial tubular, formado por la condensación mediada por la anhidrasa carbónica tipo II entre agua y CO2). Lógicamente la reacción del amoniaco libre (NH3) con los hidrogeniones (H+) produce el ion amonio (NH4+) el cual es secretado por la célula epitelial a la luz tubular mediante una proteína trasportadora de Na+/NH4+, la cual ingresa sodio y saca NH4+. Luego el ion amonio (NH4+) en la luz tubular reacciona con aniones presentes en el fluido formado sales de ion amonio (NH4+) como el cloruro de amonio, siendo de esta forma eliminado el amoniaco liberado en estas células. El contenido de nitrógeno urinario proveniente de esta vía solo representa el 3% del total. La eliminación de este amoniaco libre como se puede ver depende de la presencia de hidrogeniones y por tanto los estados de acides intracelular en estas células favorecen este proceso como en los casos de acidosis metabólica donde el exceso de hidrogeniones extracelulares difunden hacia el citoplasma de todas las células (incluidas las células intercalares tipo A). Los hidrogeniones que se secretan en estas células intercaladas A hacia la luz tubular también reaccionan con iones fosfatos (HPO4 -2) formando ácido fosfórico.

Por su parte las células intercaladas B, son células que también tienen importancia para el control del balance ácido-base, en particular en la corrección de la alcalosis metabólica. Esto lo logran porque estas células poseen el aparato enzimático necesario para disociar el agua que ingresa a la célula en un hidrogenión y un ion hidroxilo. El hidrogenión a diferencia de lo que sucede en todas las demás células tubulares no se secreta a la luz tubular sino que pasa al intersticio y de acá a la circulación general (lo cual aumenta la concentración de hidrogeniones plasmáticos contribuyendo a disminuir el pH y por tanto corrigiendo la alcalosis metabólica). El radical libre hidroxilo liberado al mismo tiempo con el hidrogenión reacciona con una molécula de dióxido de carbono en reacción catalizada por la anhidrasa carbónica formando una molécula del ion bicarbonato. Este bicarbonato contrario a lo que sucede en las demás células tubulares es secretado a la luz tubular, contribuyendo a disminuir la carga alcalina y ayudando de esta forma a corregir la alcalosis metabólica. El paso del hidrogenión a través de la membrana basal de la célula intercalar tipo B con destino al intersticio lo hace gracias a una bomba Hidrogeniones – ATP asa. El bicarbonato es secretado a la luz tubular a través del borde apical celular gracias a una proteína denominada pendrina la cual saca un ion de bicarbonato e ingresa un ión cloruro. La energía para este intercambio de iones se da gracias al gradiente de concentración dado por la mayor cantidad de cloro en la luz tubular comparado con el intracelular. Esto último es una limitante en los estados de hipovolemia con reducción del flujo plasmático renal efectivo, por cuanto en este escenario la disponibilidad de cloro a nivel del TCD está muy reducido y en consecuencia la pendrina no puede llevar a cabo su actividad.

Una correlación clínica a nivel de la parte distal del TCD es la Acidosis tubular renal hipercalémica (ATR hipercalémica) o tipo 4, se presenta en patologías que caracterizadas por la deficiencia de aldosterona o a la resistencia a su acción en el órgano blanco, tales como: 1) Deficiencia de aldosterona: S. Addison, hiperplasia suprarrenal congénita y lipoidea congénita, hipoaldosteronismo hiporreninémico, medicamentos IECA, AINES, heparina, omeprazol, 2). Resistencia a la aldosterona: seudohipoaldosteronismo, enfermedad renal tubulointersticial, nefrocalcinosis, medicamentos como diuréticos ahorradores de potasio, heparina, tracolimus, trimetoprin, IECAS. El tratamiento es corregir la enfermedad de base. El efecto neto de esta deficiente actividad mineralocorticoide en la parte terminal de la nefrona lleva a una disminución de la reabsorción de sodio y disminución de la secreción de potasio. Recordemos que al reabsorberse sodio se altera la electroneutralidad de la célula principal tubular, lo cual corrige ésta célula mediante la secreción de potasio y de hidrogeniones. Como en la ATR tipo 4 no se reabsorbe sodio también se afecta la secreción de potasio y de hidrogeniones llevando a la acidosis metabólica con hiperpotasemia. (En humildes palabras mías esta ATR-4 como nemotecnia se asemeja a una actividad exagerada de diuréticos ahorradores de potasio)

Otra correlación clínica es la Acidosis tubular renal distal (ATR distal) o tipo 1 o clásica, la cual causa acidosis metabólica por incapacidad para eliminar hidrogeniones a nivel terminal de la nefrona. La ATR distal puede ser de origen congénito debido a la mutación del gen que codifica para la proteína transportadora Hidrógeno ATPasa la cual secreta hidrogeniones localizada en el borde apical de la célula intercaladas A y también existe mutación de la proteína intercambiadora de bicarbonato/cloro localizada en el borde basolateral de las mismas células. Lo cual trae como consecuencia que no se pueden eliminar los hidrogeniones producto de la neoformación de bicarbonato llevando a acidosis metabólica por aumento de los hidrogeniones  e imposibilidad de acidificar la orina (por falta de los hidrogeniones). Cuando no se puede eliminar hidrogeniones siempre se acompaña de hipercloremia. La ATR distal también se presenta secundaria a muchas patologías como: enfermedades asociadas a hipercalciuria (hiperparatiroidismo, hipercalciuria idiopática, hipercalciuria familiar, intoxicación con Vit. D), enfermedades renales tubulointersticiales (nefropatía obstructiva, pielonefritis crónica, rechazo de trasplante), enfermedades autoinmunes (LES, hepatitis crónica activa, purpura hiperglobulinémica),  enfermedades renales quísticas, glucogenosis tipo I, cardiopatía congénita cianógena, medicamentos nefrotóxicos (anfotericina, litio, amilorida, tolueno). Las manifestaciones clínicas son las típicas de una acidosis metabólica o sea nauseas, vómito, hiporexia, estreñimiento, polidisia, poliurea; además como existe hipocalemia se presenta  debilidad y hasta parálisis muscular. Debido a que la proteína trasportadora de hidrogeniones ATPasa también se encuentra en el oído interno y también se altera se presentándose sordera congénita. También esta proteína trasportadora de hidrogeniones ATPasa se encuentra en los eritrocitos y está muy asociada al citoesqueleto de los eritrocitos su mutación causa alteraciones en la forma del glóbulo rojo como la ovalocitosis y la esferocitosis. Además como se presenta hipocalemia y alteraciones del metabolismo del calcio esto lleva a retraso del crecimiento por la pérdida de calcio urinario con nefrocalcinosis y raquitismo y osteomalacia en niños y adultos respectivamente. Los laboratorios clínicos y el tratamiento son similares a la ATR proximal.

Túbulo colector medular.

Reabsorben el 10% del Na+ y agua de la orina filtrada.  Sin embargo  con concentraciones altas de ADH se reabsorbe ávidamente el agua y concentra los solutos de la orina con la producción de orina concentrada.

En esta región del túbulo colector si es muy permeable a la urea tanto pasando fácilmente del lumen al citoplasma de las células epiteliales y de estas al intersticio, lo que aumenta la osmolaridad de este espacio con el fin de formar orina concentrada.

Finalmente al igual que el túbulo colector cortical esta porción también secreta iones hidrogeniones participando igualmente el equilibrio acido base.

RESUMEN DE PROTEINAS (CANALES, BOMBAS, COTRASPORTADORAS E INTERCAMBIADORAS) DE IONES A NIVEL DE MEMBRANAS APICALES Y BASOLATERALES DE LOS TUBULOS DE LA NEFRONA.

Capilares peritubulares:

Se forman a partir de la arteriola eferente como se describen en la irrigación renal.

Irrigación del riñón.

Los riñones son irrigados por las arterias renales, las cuales son ramas de la aorta abdominal (la cual discurre por delante de la columna vertebral pero del lado izquierdo, por eso la arteria renal derecha es más larga que la izquierda), arterias esta que nacen a nivel de L1 y se dirigen hacia el pedículo renal dividiéndose antes de llegar a al seno renal. Una vez ingresan a la médula renal se siguen dividiendo y se dirigen por los bordes de las pirámides renales de Malpighi o sea por las columnas renales de Bertín y son las llamadas arterias interlobares, las cuales van dando ramos dirigidos hacia la pirámide renal de Malpighi y cuando llegan a las bases de las mismas dan origen a arterias en forma de arco denominadas arterias arqueadas o arciformes (localizadas exactamente en la base de las pirámides). Estas arterias arqueadas dan origen a unas arterias que se dirigen hacia la corteza renal denominadas arteriolas interlobulillares, las cuales dan unas ramas (en forma de abetos) que son las arteriolas aferentes, la cual ingresa a la cápsula de Bowman del corpúsculo glomerular dando origen a las asas en forma de penacho denominado glomérulo. Luego del corpúsculo glomerular sale la arteriola eferente, la cual da origen a pequeños vasos que se dirigen hacia el túbulo proximal y distal formando el plexo peritubular, y también da origen a unos vasos que van a acompañar al asa de Henle denominados vasos rectos.

El drenaje venoso inicia a partir del plexo peritubular y de los vasos rectos, formando vénulas que desembocan en la venas interlobulillares, las cuales acompañan a las arterias del mismo nombre, las cuales desembocan en las venas arciformes o arquidas, las cuales desembocan en las venas interlobares¸las cuales drenan a las venas renales, las cuales drenan en la vena cava inferior, la cual discurre por delante de la columna vertebral pero del lado derecho y por encima de la arteria renal derecha, por eso la vena renal derecha es más corta que la izquierda, o sea es lo contrario de las arterias renales.  GRAFICA 260 CAUDERNO ROJO2.

Fisiología de la filtración glomerular.

En este apartado describiremos los conceptos de:

  • Aclaramiento renal,
  • Presión de Perfusión Renal (PPR),
  • Flujo Sanguíneo Renal (FSR),
  • Tasa de Filtración Glomerular (TFG),
  • Presión Neta de Filtración (PNF).

Aclaramiento renal:

Es el volumen de plasma totalmente aclarado de una sustancia por unidad de tiempo (ml/min), o sea es el volumen de sangre que debe pasar por la nefrona en un tiempo determinado para que se elimine una sustancia en la orina. El aclaramiento renal de una sustancia se da por filtración glomerular y por secreción tubular, existiendo sustancias con aclaramiento rápido o elevado y otras con aclaramiento lento/despacio o bajo.

Si una sustancia es únicamente filtrada por el glomérulo sin reabsorberse ni secretarse por los túbulos renales, el aclaramiento es usado para medir la TFG como sucede con la creatinina y la inulina.

Si una sustancia tiene un aclaramiento rápido o elevado y es eliminada en la orina casi completamente  en la primera circulación por los riñones (aclaramiento de primer paso del 100%), esta puede ser una medida del FPRE, como sucede con el paraminohipurato (PAH).

El aclaramiento renal puede medirse con la siguiente fórmula:

 

Presión de perfusión Renal (PPR).

En la revisión bibliográfica realizada no existe un autor que se comprometa con la definición clara de este concepto, sin embargo el concepto humilde de quién escribe estas líneas es que la PPR es la misma presión arterial media (PAM) que se registra en las arteria  que llevan la irrigación al riñón. Recordemos que la PAM se puede calcular teniendo en cuenta la presión arterial sistólica y diastólica por medio de dos fórmulas:

PAM    =          PAD + (1/3 diferencial (PAS-PAD)) → Presión de pulso.

PAM    =          PAS + 2 (PAD)

                               3

Flujo Sanguíneo Renal (FSR) y Flujo plasmático renal efectivo (FPRE).

El FSR es el flujo o volumen sanguíneo que irriga la masa renal durante un periodo de un minuto. Este flujo es el responsable de la tasa filtración glomerular, de los procesos de secreción – reabsorción tubular y de la nutrición renal. Este flujo es normalmente el 20% del gasto cardiaco (5,5 Lt) entonces en 1 min le llega a los riñones aproximadamente 1.100 ml/min en personas sanas jóvenes, el cual se reduce hasta 600 ml/min en personas añosas.  Recordemos que de este volumen sanguíneo el 45% son GR y por tanto el plasma es de aproximadamente 600 ml/min o sea este es el Flujo plasmático renal.

Como veremos más adelante la tasa de filtración glomerular depende directamente de la PPR y del FSR o del FPRE, los cuales dependen del gasto cardiaco. Sin embargo es importante resaltar que el FSR y la TFG se mantiene casi constante (110 ml/min) a pesar de que hayan fluctuaciones en la PPR relativamente grandes entre los 80 y los 180 mmHg de PAM. El riñón logra que el FSR y la TFG se mantengan constantes a pesar de variaciones en la PPR gracias a tres mecanismos:

  • Autorregulación de flujo renal: Cuando la PPR se aumenta porque la PAM se eleva, esto se traduce en una mayor fuerza hidrostática dentro de los capilares que fuerza a filtrar, entonces para evitar que la el aumento de la PPR se trasmita al capilar glomerular y se aumente la TFG se lleva a cabo una vasoconstricción de la arteriola aferente y de esta forma se evita un cambio significativo de la presión hidrostática intracapilar glomerular y por tanto de la TFG. Por el contrario cuando la PPR baja la TFG es mantenida gracias a una dilatación de la arteriola aferente.  Importante resaltar que el aumento de la PPR por aumento de la PAM además de inducir el aumento de la TFG por aumento de la presión hidrostática en los capilares glomerulares, también desencadena la llamada diuresis por presión.  Esta diuresis por presión se explica porque el aumento de la PPR también causa aumento de la presión hidrostática en la red de capilares peritubulares y vasos rectos (formados por la arteriola eferente cuando sale de la capsula de Bowman) y entonces se altera las fuerzas de Starling (ver adelante) entre los túbulos renales y estos capilares, lo que conduce a una disminución de la reabsorción tubular de agua, llevando al incremento del volumen urinario. Por eso en la insuficiencia renal oligúrica por hipotensión, tan pronto como se recupere las cifras de la PAM mejora la diuresis, pero más por diuresis de presión que por mejoría en la TFG.
  • Retroalimentación túbulo-glomerular: Cuando el filtrado tubular llega al a la parte proximal del TCD a nivel de la mácula densa existen sensores que detectan la concentración de sodio/cloro y cuando estos solutos se encuentran en baja concentración en el filtrado glomerular indica que la TFG es baja y por tanto estas células sensoras (quimioreceptoras) median la liberación de autacoides (adenosina y óxido nítrico) que causan vasodilatación de la arteriola aferente llevando al aumento del FSR con el incremento de la TFG. En caso contrario (altas concentraciones de cloro/sodio) desencadenan un mecanismo regulador contrario.
  • Respuesta neuroendocrina. Esta mediada por la respuesta simpática refleja generada por la caída de la PAM (hipotensión) lo cual desencadena la liberación de catecolaminas las cuales llevan a cabo su actividad biológica sobre la arteriola aferente (causando su vasodilatación) y sobre las células mesangiales intraglomerulares (causando su relajación aumentando la superficie del corpúsculo glomerular).

El flujo Plasmático Renal Efectivo (FPRE) se mide con el ácido paraaminohipúrico (PAH), el cual como se dijo tiene una TFG rápida, aclarándose por filtración un 20% y por secreción tubular un 80%; sin embargo el aclaramiento en el primer paso no es del 100% sino del 85 al 95%. En Medicina nuclear podemos medir el FPRE con el 99mTc- MAG3, el cual se administra EV, luego se mide en sangre y valor normal del FPRE es de 350 a 710 ml/min/1,73m2.

Tasa de Filtración glomerular (TFG).

El flujo de sangre que llega al riñón a través de las arterias renales es de aproximadamente 1.200 ml/min; y de esta cantidad de sangre que llega a los glomérulos pasa aproximadamente 120 ml/min 1,73 m2SC  de plasma de la arteriola aferente al espacio capsular de Bowman a través de la barrera de filtración glomerular (ultrafiltrado del plasma); y esta cantidad de plasma que se filtra en la unidad de tiempo (1 minuto) se denomina tasa de filtración glomerular (TFG).

Esta TFG depende directamente de la presión sanguínea que se ejerza en los capilares glomerulares. En condiciones normales la presión sanguínea de los capitales glomerulares es el doble de la presión sanguínea que en los otros capilares y esta presión sanguínea hace que el agua y los solutos del plasma sanguíneo, exceptuando las proteínas y las células, que ingresa a los capilares glomerulares sean obligados a pasar a través de la barrera de filtración glomerular para llegar al espacio capsular de Bowman formando lo que se denomina el ultrafiltrado del plasma y de acá este ultrafiltrado del plasma pasa a los túbulos  de la nefrona donde sufre procesos de reabsorción de agua y solutos, así como la secreción de otros solutos para formar la orina. Recordemos que el ultrafiltrado del plasma a nivel del espacio capsular de Bowman tiene el mismo contenido y concentración de solutos que el plasma, excepto por las proteínas plasmáticas y células sanguíneas cuyo contenido debe ser casi cero.

Debido a que la TFG depende de la presión hidrostática dentro de los capilares, el glomérulo es una “madeja o penacho” de capilares que se diferencia de los capilares de cualquier otro lugar del cuerpo humano en que en por un polo de la madeja ingresa la sangre por una arteriola llamada arteriola aferente (AA), lo cual es igual que en los demás capilares, pero la diferencia está que en el otro polo sale la sangre por otra arteriola denominada arteriola eferente (AE) y esto si es diferente porque en los otros sitios los capilares se continúan con una vénula. Esta disposición especial de los capilares glomerulares, con arteria en cada lado de la madeja, tiene por función realizar una regulación dinámica de la presión hidrostática dentro de los capilares.

La TFG es el mejor índice de función renal y para medirlo se usa la creatinina (aunque esta se secreta en mínimas cantidades en los túbulos renales), sin embargo la mejor sustancia para medirlo que se venía usando, porque solo se filtra exclusivamente, es la inulina en infusión continua (Gold Estándar); pero recientemente se viene usando la cistatina C (aunque esta se reabsorbe en una pequeña cantidad). En Medicina nuclear podemos medir el TFG con el ácido Dietiltriaminopenta-acético o el Etilendiaminotetra-acético marcado con  99mTc (99mTc-DTPA y 51Cr-EDTA), los cuales se administra EV, y luego se toman muestras de sangre para medir en el suero el centelleo de los radiofármacos.

En resumen el FPER es de aproximadamente 1.200 ml/min y la TFG en un adulto es aproximadamente 120 ml/minuto 1,73 m2SC (172 litros/día), pero este valor de TFG varía con la edad, así:

  • Entre los 20 y 50 años:116 – (edad x 0.35).
  • Mayores de 50 años:148 - edad
  • Con variación +/- 25 ml/min
  • El rango esta entre los 75-140 ml/min/1.73 m2

Recordemos: Como la sustancia ideal para medir la TFG debe ser depurada exclusivamente por filtración glomerular (sin secretarse ni reabsorberse a  nivel tubular, ni eliminarse por vía extrarenal), entonces la TFG es igual a la depuración o clearance renal

Presión Neta de Filtración (PNF).

En el proceso de filtración glomerular ocurren cuatro fuerzas o presiones, denominadas fuerzas de Starling, las cuales son:

a.)- Presión hidrostática glomerular (PHG), corresponde a la presión sanguínea dentro de los capilares y es una fuerza que favorece la filtración. Por eso cuando se aumenta la presión sanguínea glomerular por activación del eje renina-angiotensina-aldosterona se aumenta la TFG.

b.)- Presión oncótica capilar (POC o πG), corresponde a la presión osmótica del plasma contenido en los capilares glomerulares y es una fuerza que se opone a la filtración. Esta presión osmótica es debida en gran parte a las proteínas plasmáticas, luego se relaciona directamente con la concentración de proteínas plasmáticas. Por esta razón cuando se presenta pérdida de proteínas o estados de hipoproteinemias se aumenta la TFG.

c.)- Presión hidrostática capsular (PHC), corresponde a la presión hidrostática del ultrafiltrado del plasma contenido en el espacio capsular de Bowman, la cual es una fuerza que también se opone a la filtración. Por esta razón cuando existe una obstrucción urinaria se aumenta la presión hidrostática de la orina retenida y ésta en forma retrógrada también causa el aumento de la presión hidrostática del ultrafiltrado de plasma a nivel del espacio capsular de Bowman llevando a la disminución de la TFG.

d).- Presión oncótica capsular (POC).

Como resultado de la interacción entre las fuerzas de Starling se obtiene la Presión Neta de Filtración (PNF) o Presión Efectiva de Ultrafiltración (PUF).

PNF = (PHC – PHI) – (POC – POI)

Donde PHC: Presión hidrostática capilar, PHI: Presión hidrostática intersticial, POC: Presión oncótica capilar y POI: Presión Oncótica intersticial; donde el intersticio corresponde a la presión hidrostática y osmótica del ultrafiltrado de plasma del espacio capsular de Bowman.

La PHC o glomerular corresponde al 60% de la presión arterial de los grandes vasos, lo cual corresponde entonces a una presión de 55 a 60 mmHg (el doble de la que se presenta en los demás capilares) y a diferencia de lo que sucede en todos los demás capilares del resto del organismo no disminuye significativamente esta presión a medida que se trascurre su recorrido de tal suerte que entre la AA y la AE solo existe una variación de 1 a 2 mmHg, mientras que en los demás capilares la diferencia entre la presión capilar arteriolar y la presión de la vénula es de cerca del 20 mmHg, siendo de 35 mmHg en el borde arterial y 15 mmHg en el borde venoso.

La POC o glomerular presenta un comportamiento contrario al que sufre la PHC o sea que se va aumentando a medida que avanza la sangre en los capilares con destino al borde eferente, lo cual es lógico debido a que se va filtrando agua disminuyendo su volumen y la concentración de proteínas aumenta, siendo entonces de 25 mmHg en el borde aferente y de 35 mmHg en la arteriola eferente.

La PHI corresponde a la presión hidrostática del ultrafiltrado de plasma depositado en el espacio capsular de Bowman cuyo valor es de aproximadamente 20 mmHg.

La POI corresponde a la presión oncótica del ultrafiltrado de plasma depositado en el espacio capsular de Bowman cuyo valor es despreciable para este cálculo por cuanto no posee proteínas las cuales son las que más impactan esta variable.

De acuerdo a los valores antes descritos entonces tendremos que la Presión neta de filtración es de 5 a 15 mmHg, dependiendo de la PA y el sitio del capilar glomerular siendo menor la PNF en el polo eferente.

PNF = (55 mmHg – 20 mmHg) – (30 mmHg – 0 mmHg)

Fisiopatología de la falla renal por disminución de la TFG

Se debe a patologías que pueden o no dejar un daño estructural, con la característica que una vez iniciado el daño sigue un curso progresivo constante, irreversible e independiente del daño inicial. Cuando inicia el daño renal se presenta una respuesta adaptativa en la cual los glomérulos remanentes o sin daño aún llevan a cabo un incremento de la actividad filtrante, respuesta que se denomina “glomérulo hiperfiltrante” con el fin de mantener la TFG, pero esta respuesta adaptativa es temporal y al final estos glomérulos también sufren daño.

Entre las causas del daño de la función de filtración renal tenemos:

a.)- Daño intersticial: Lo cual puede darse por infiltración de células en el parénquima renal, producción de citoquinas inflamatorias a nivel del parénquima renal y por inducción de la fibrogenesis (lo cual puede ser inducido por la angiotensina II y por el factor de crecimiento transformante βeta –TGFβ).  Este daño del intersticio renal causa la disminución de la TFG por los siguientes mecanismos:

  • Pérdida de túbulos presentándose glomérulos sin túbulos.
  • Incremento del flujo a nivel de la mácula densa. Cuando se presenta una alteración a nivel intersticial renal pueden lesionarse los túbulos llevando a atrofia del TP y el asa de Henle que lleva a que se presente un mayor flujo a nivel de la mácula densa lo cual genera una disminución refleja de la filtración glomerular.
  • Disminución del flujo plasmático renal. La lesión intersticial puede causar isquemia por daños de las arterias que llevan a cabo la irrigación renal.

b.)- Por aumento de la presión hidrostática en el espacio capsular de Bowman.

Las causas etiológicas tenemos:

Glomerulonefritis: Por lo general de origen inmunológico, la mayoría de las veces sin conocer el antígeno que desencadena la reacción inmunológica y otras veces debido a reacciones inmunológicas desencadenadas por agentes infecciosos que inducen respuestas inmunológicas inadecuadas.

Uropatias obstructivas: lo cual causa un aumento de la presión hidrostática en el espacio capsular de Bowman de manera retrógrada.

La DM.

La HTA,

Uréter:

Poseen una porción abdominal (mitad superior) y una porción pélvica, división se da a nivel de la pelvis verdadera o excavación pélvica u estrecho superior de la pelvis.

Los uréteres se originan aproximadamente a nivel de los cuerpos vertebrales L2 a L3 (recordemos que el hilio renal está a nivel de L1) y luego descienden sobre el músculo psoas (hacia el borde medial) paralelo a las apófisis espinosas de la  columna vertebral hasta L5  donde pasan por encima de los vasos iliacos para entrar en la pelvis en dirección de la articulación sacroiliaca para dirigirse a los bordes laterales de la pelvis (frente a las arterias iliacas) y a nivel de las espinas isquiáticas se medializan para alcanzar la vejiga.

En este trayecto los uréteres poseen tres estrechamientos, uno superior a nivel de la unión pieloureteral y uno medio localizado en la articulación sacroiliaca, cuando el uréter cruza por encima de la bifurcación de la arteria iliaca común (rama de la arteria aorta) donde se dividen en la arteria iliaca externa (femoral) y la arteria iliaca interna (hipogástrica). En la porción pélvica está el tercer estrechamiento el cual se localiza dentro de la pared vesical (siendo el más estrecho de los tres) a nivel de los meatosureterales, donde los uréteres realizan un recorrido oblicuo de 2 cm dentro de la pared de la vejiga.

En la porción pélvica, antes de ingresar a la vejiga, en el caso de la mujer paran por el lado del cuello del útero y por tanto pasan por debajo de la arteria uterina (esto es muy importante en la histerectomía al ligar las arterias uterinas no lesionar los uréteres). En el caso del hombre antes de llegar a la vejiga pasa por debajo de los conductos deferentes.

Los uréteres están irrigados por las arterias genitales y por ramas de las arterias iliacas internas y externas.

La inervación aferente a los uréteres está dada por fibras del SNS y SNPS, también tiene inervación eferente sensitiva visceral que se proyecta en los dermatomas desde T11 hasta L2 (recordemos que la cicatriz umbilical pertenece al dermatoma T10 y por tanto T11 es inmediatamente inferior a ésta, L1 a nivel inguinal y del escroto o labios mayores femeninos y L2 está representado en la parte superior del muslo, lo cual es importante en el diagnóstico de litiasis ureteral por ocasionar dolor visceral referido.

Vejiga:

Tienen una capacidad de almacenamiento al momento del nacimiento de 60cc y luego aumenta 30 cc cada año hasta la edad adulta cundo la capacidad máxima es de aproximadamente 500 cc, pero cuando se ha almacenado entre 200 y 300 cc comienza a aparecer el deseo de orinar, y cuando los niveles están entre 300 a 400 cc, se activan los mecanorreceptores localizados en la pared muscular del detrusor, desencadenando el reflejo de la micción.

Tiene forma de cono o de pirámide “acostada”, con vértice anterior y base posterior, con una cara superior y dos caras inferolaterales (una derecha y otra izquierda).

El vértice localizado inmediatamente por detrás de la sínfisis púbica, posee inserto el ligamento umbilical medio el cual se va a insertar en la cicatriz umbilical, por ser un residuo embrionario del uraco.

La cara superior y la base posterior de la vejiga están cubierta por el peritoneo, porque la vejiga también es una estructura extraperitoneal, junto con riñones y uréteres. Este peritoneo presenta varios recesos, uno entre la cara posterior de la pared abdominal anterior y la vejiga denominado receso prevesical (el cual desaparece cuando la vejiga está llena); otro receso entre la vejiga y el útero (en el caso de la mujer) formando el receso útero-vesical. En el caso del hombre se refleja entre la vejiga y el recto formando el receso recto-vesical; dos recesos más, uno a cada lado entre la vejiga y las paredes pélvicas denominados recesos paravesicales. Recordemos además, que en las mujeres hay otro receso del peritoneo, el cual se localiza entre el útero y el recto denominado receso recto-uterino o saco de Douglas.

La parte posterior de la vejiga o sea la base del cono o pirámide, de forma triangular, tiene tres ángulos, dos superiores donde desembocan los uréteres y uno inferior donde se encuentra el cuello vesical. Este triángulo se denomina el trígono vesical, el cual se caracteriza porque su mucosa es lisa, en oposición al resto de la mucosa vesical que posee pliegues; esto se debe a que en esta área la vejiga carece de submucosa y por tanto la mucosa está adherida al plano muscular, mientras que en resto de la vejiga por tener la submucosa la mucosa es laxa.

Las caras inferolaterales descansan sobre los músculos elevadores del ano, los cuales hacen parte del diafragma pélvico. Por encima del diafragma pélvico se localiza un reforzamiento dado por la fascia endopélvica que constituye un ligamento que en el caso de las mujeres va desde la cara posterior de la sínfisis púbica hasta el cuello de la vejiga y la vagina, rodeándolos y se llaman ligamentos pubo-vesico-uterino o llamado también paramétrio anterior y en el caso del hombre van a rodear la próstata, fijándose en la cápsula prostática y entonces se llama ligamento pubo-prostático.

La vejiga en el adulto es pélvica y solo se palpa a nivel abdominal cuando está llena,  mientras que en los niños es abdominal, porque la cavidad pélvica es muy pequeña, y solo se vuelve pélvica en la adolescencia.

Su pared está formada de adentro hacia afuera por los siguientes tejidos: a). Una mucosa, formado por un tejido epitelial de transición constituida por una capa de 6 células epiteliales que descansa sobre membrana basal; b).- Una submucosa o lámina propia de tejido fibroelástico localizado en las caras superior y laterales inferiores, pero no se encuentra en el trígono vesical, submucosa que contienen el plexo venoso y forma rugosidades en la mucosa (por tanto el trígono vesical no posee rugosidades), pliegues que desaparecen con el llenado vesical; c).- capa muscular o músculo detrusor: este músculo posee diferente organización dependiendo la zona de la vejiga de tal suerte que  en las caras superior y lateroinferiores las fibras musculares que lo forman están desorganizadas en diferentes planos en forma reticular (músculo sincitial o liso unitario), pero a nivel del cuello vesical se organizan en tres capas, una media de fibras circulares y una externa y otra interna en fibras longitudinales. Por su parte en el trígono este músculo se organiza en una capa profunda que es continuación del detrusor del resto de la vejiga y una superficial que es continuación de la capa longitudinal externa de los uréteres.

Las fibras longitudinales internas del m. detrusor se proyectan a través del meato uretral interno y se continúan como fibras longitudinales internas de la uretra tanto masculino como femenino; pero en el hombre va a ir a formar el esfínter uretral interno, localizado por encima de los colículos seminales, los cuales están inervados por fibras simpáticas adrenérgicas, las cuales al estimularse se contraen impidiendo la eyaculación retrógrada, lo cual es una complicación por lesión simpática en la diabetes y en la linfadenectomía o cuando se reseca como en la prostatectomía.

Uretra:

Tanto la uretra femenina como la masculina comparten características tales como:

La capa muscular está formada por una capa externa circular y una interna longitudinal, las cuales son continuación de las fibras del detrusor localizadas a nivel del cuello de la vejiga.

Poseen un esfínter externo voluntario o rabdoesfinter, el cual es formado por fibras del transverso profundo del periné, y tienen gran importancia en la continencia pasiva porque mantiene tono sostenido.

Presentan una mucosa con un epitelio de transición que se extiende desde la cavidad de la vejiga hasta las vecindades del orificio uretral externo en la mujer y hasta la uretra bulbar en el hombre, sitios donde se convierte en epitelio estratificado.

A nivel submucoso se encuentra un plexo vascular, el cual junto con la mucosa llevan a cabo un importante papel de la continencia por cuanto representa el 30% de la presión uretral intrínseca. El 70% restante de la presión uretral está dada por el tono muscular liso y estriado y por el sostén del tejido conjuntivo.

Uretra femenina:

Mide de 3- 4 cm, se dirige hacia adelante y afuera por la cara anterior de la vagina, en relación con la cresta uretral de ésta en los dos últimos centímetros. Termina en el meato uretral en el vestíbulo del pudendo femenino, con un orificio a cada lado de la desembocadura de las glándulas periuretrales.

Uretra masculina:

Desde el orificio uretral interno al externo con una longitud promedio de 16 cm, posee 4 porciones:

1. Intramural o preprostática: mide de 0.5  a 1.5 cm, localizado en el cuello de la vejiga, rodeada del esfínter uretral interno, que inicia en el orificio uretral interno el cual se encuentra elevado cuando la vejiga está llenándose o abajo si se esta vaciando.

2. Prostática: mide aproximadamente 3 cm, una vez sale de la vejiga ingresa inmediatamente en la próstata, recibe los conductos prostáticos y eyaculadores a nivel de los colículos seminales, es la porción más amplia y extensible. Encima del colículo seminal tenemos el esfínter interno de la uretra o esfínter preprostático, el cual es formado por proyecciones longitudinales internas del músculo liso detrusor de la vejiga y tienen por función impedir la eyaculación retrógrada.       

3. Membranosa o intermedia: mide aproximadamente 1 cm, la porción más angosta, menos extensible y más delgada, que va desde el vértice de la próstata hasta la entrada de las formaciones eréctiles. Por esa característica de ser poco extensible es la porción de la uretra que más se lesiona cuando hay trauma pélvico, en ocasiones rompiéndose lo cual se manifiesta con sangrado por uretra y al hacer el tacto rectal de la próstata va a estar elevada. En este nivel las fibras del músculo transverso profundo del periné forman un anillo alrededor de la uretra llamado el esfínter externo de la uretra o rabdoesfinter, el cual es el que realiza el control voluntario de la micción, el cual está inervado por el nervio pudendo interno. En el hombre se localiza en el pico de la próstata. Estas fibras que forman este esfínter son fibras estriadas especiales de lenta velocidad de contracción que les permite mantener un tono sostenido, lo cual permite mantener cerrada la uretra para que se lleve a cabo el llenado vesical.

4. Esponjosa: mide aproximadamente 13 cm, constituida por una porción perineal y una peneana y termina en el orificio externo de la uretra o meato urinario. También a este nivel, a nivel del bulbo del cuerpo esponjoso, desembocan las glándulas bulbouretrales o de Cooper, las cuales están localizadas dentro del diafragma urogenital inmediatamente por detrás de la uretra membranosa. A nivel del glande hay una pequeña dilatación denominada la fosa navicular.

En ocasiones se divide en tres parte de la uretra: uretra intramural, porción posterior (uretra prostática y membranosa) y porción anterior (uretra esponjosa).

En toda la extensión de la uretra posee tres dilataciones y dos estreches, las dilataciones son en la próstata, en el bulbo y en la fosa navicular o balánica de la uretra esponjosa; las estreches se presentan en los orificios interno y externo de la uretra.

Imposibilidad de evacuar adecuada y voluntariamente el contenido vesical.

Se clasifica en completa e incompleta, dependiendo si se elimina un poco manteniendo siempre alguna cantidad de orina en la vejiga o si es imposible eliminar alguna cantidad.

También se puede clasificar como aguda (cuando se instaura en forma brusca) y crónica cuando ha sido un proceso largo que ha venido aumentando de intensidad y frecuencia.