El sistema urinario: anatomía funcional y formación de orina en los riñones

Entre las numerosas funciones homeostáticas que ejercen los riñones se encuentran las siguientes:
– 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 electrólitos.
– Regulación de la presión arterial a través de la excreción de cantidades variables de sodio y agua, y de la secreción de sustancias como la renina, que conducen a la formación de productos vasoactivos como la angiotensina Il.
– Regulación del equilibrio acidobásico mediante la excreción de ácidos y la regulación de las reservas de amortiguadores de los fluidos corporales.
– Regulación de la producción de eritrocitos mediante la secreción de eritropoyetina, que estimula dicha producción.
– Regulación de la producción de 1,25-dihidroxivitamina D3.
– Síntesis de glucosa a partir de aminoácidos (gluconeogenia) durante el ayuno prolongado.
– Secreción, metabolismo y excreción de hormonas.

ANATOMÍA FISIOLÓGICA DE LOS RIÑONES

Organización general de los riñones y de la vía urinaria

Los dos riñones se encuentran fuera de la cavidad peritoneal. Cada riñón de un ser humano adulto normal pesa unos 150 g. El riñón está rodeado de una cápsula fibrosa y tensa que protege sus delicadas estructuras internas. Las dos regiones principales del riñón son la corteza externa y las regiones internas de la médula. La médula se divide en 8-10 masas de tejido en forma de cono llamadas pirámides renales. La base de cada pirámide se origina en el borde entre la corteza y la médula y termina en la papila, que se proyecta en el espacio de la pelvis renal, una continuación en forma de abanico de la porción superior del uréter. El borde externo de la pelvis se divide en bolsas abiertas, llamadas cálices mayores, que se extienden hacia abajo y se dividen en los cálices menores, que recogen la orina de los túbulos de cada papila. Las paredes de los cálices, la pelvis y el uréter contienen elementos contráctiles que empujan la orina hacia la vejiga, donde se almacena hasta que se vacía en la micción.

El riego sanguíneo de los dos riñones es normalmente de alrededor del 22% del gasto cardíaco

El riego sanguíneo de los dos riñones es normalmente de alrededor del 22% del gasto cardíaco, es decir, 1.100 ml/min. Este riego sanguíneo llega a cada riñón a través de una arteria renal, que va dando lugar a las siguientes ramas progresivamente: arterias interlobulares, arterias arciformes, arterias interlobulillares y arteriolas aferentes, que acaban en los capilares glomerulares, donde comienza la filtración de grandes cantidades de líquido y solutos (v. fig. 26-1). Los capilares de cada glomérulo se fusionan hasta formar la arteriola eferente, que llega a la segunda red capilar, los capilares peritubulares, que rodean a los túbulos renales. Los capilares peritubulares se vacían en los vasos del sistema venoso, que discurren paralelos a los vasos arteriolares y forman progresivamente la vena interlobulillar, la vena arciforme, la vena interlobular y la vena renal, que deja el riñón junto a la arteria renal y el uréter. Los vasos rectos son capilares peritubulares especializados que se sumergen en la médula renal y discurren paralelos a las asas de Henle. La porción exterior del riñón, la corteza renal, recibe la mayor parte del flujo sanguíneo del riñón; solo del 1 al 2% del flujo sanguíneo renal total pasa a través de los vasos rectos, que irrigan la médula renal.
Las dos características distintivas de la circulación renal son: 1) la elevada tasa del flujo sanguíneo, y 2) la presencia de dos lechos capilares, los capilares glomerulares y peritubulares, que se organizan en serie y separados por arteriolas eferentes. Los capilares glomerulares filtran grandes cantidades de líquido y solutos, en su mayor parte reabsorbidos
desde los túbulos renales en los capilares peritubulares.

La nefrona es la unidad estructural y funcional del riñón. Cada riñón tiene entre 800.000 y 1.000.000 de nefronas, cada una de las cuales es capaz de formar la orina. Cada nefrona contiene: 1) un penacho de capilares glomerulares llamado glomérulo por el que se filtran grandes cantidades de líquido desde la sangre; 2) una cápsula que rodea el glomérulo denominada cápsula de Bowman, y 3) un túbulo largo en el que el líquido filtrado se convierte en orina en su camino a la pelvis del riñón, que recibe orina de todas las
nefronas.
El túbulo renal se subdivide en los siguientes componentes principales, cada uno de ellos con su características estructurales y funcionales específicas: 1) el túbulo proximal, que se encuentra en la porción exterior del riñón (corteza); 2) el asa de Henle, que consta de una rama descendente y otra ascendente que se adentran en parte interna del riñón (médula renal); 3) el túbulo distal, que se encuentra en la corteza renal, y 4) el túbulo conector, el túbulo colector cortical y el conducto colector cortical, que comienzan en la corteza y discurren hacia la médula para convertirse en 5) el conducto colector medular. La orina pasa desde la pelvis renal a la vejiga, donde se almacena hasta que se expulsa finalmente del cuerpo mediante el proceso de micción.

MICCIÓN

La micción es el proceso mediante el cual la vejiga urinaria se vacía cuando está llena. Se realiza en dos pasos: 1) llenado progresivo de la vejiga hasta que la tensión en sus paredes aumenta por encima de un umbral, lo que desencadena el segundo paso, y 2) activación de un reflejo nervioso, llamado reflejo miccional, que se activa y vacía la vejiga o, si esto falla, provoca al menos un deseo consciente de orinar.

Anatomía fisiológica y conexiones nerviosas de la vejiga

Los uréteres transportan la orina desde la pelvis renal a la vejiga, donde atraviesan oblicuamente la pared de la vejiga antes de vaciar el líquido en la cámara vesical. Mientras la orina fluye por los uréteres hacia la vejiga no se producen cambios sustanciales en su composición. Las contracciones peristálticas en el uréter se potencian con la estimulación parasimpática y obligan a la orina a pasar desde la pelvis renal hacia la vejiga. La vejiga urinaria es una cámara de músculo liso con dos componentes principales: 1) el cuerpo, que es la porción principal de la vejiga en la que se recoge la orina, y 2) el cuello, que es una extensión con forma de embudo del cuerpo que lo conecta con la uretra.
El músculo liso de la vejiga se llama músculo detrusor. Cuando sus fibras se contraen, pueden aumentar la presión en la vejiga hasta 40-60 mmHg, siendo un paso importante
en el vaciamiento de la vejiga.
El cuello vesical (uretra posterior) está formado por músculo detrusor entrelazado con una gran cantidad de tejido elástico. El músculo de esta zona se denomina esfínter interno y su tono natural evita que la vejiga se vacíe hasta que la presión en la parte principal de la vejiga aumente por encima de un umbral crítico. Más allá de la uretra posterior, la uretra atraviesa el diafragma urogenital, que contiene una capa de músculo llamada esfínter externo de la vejiga. Este músculo es un músculo esquelético voluntario y puede usarse para impedir conscientemente la micción incluso cuando los controles involuntarios intentan vaciar la vejiga.

Los nervios pélvicos proporcionan la principal inervación nerviosa de la vejiga

En los nervios pélvicos, que conecta con la médula espinal a través del plexo sacro, discurren fibras nerviosas sensitivas y motoras. Las fibras sensiitivas detectan el grado de distensión de la pared de la vejiga e inician los reflejos que provocan el vaciado de la vejiga. Los nervios motores transmitidos en los nervios pélvicos son fibras parasimpáticas .El reflejo miccional es un reflejo medularEn los nervios pélvicos, que conectan con la médula espinal a través del plexo sacro, discurren fibras nerviosas sensitivas y motoras. Las fibras sensitivas detectan el grado de distensión de la pared de la vejiga e inician los reflejos que provocan el vaciado de la vejiga. Los nervios motores transmitidos en los nervios pélvicos son fibras parasimpáticas .

El reflejo miccional es un reflejo medular

El reflejo miccional es un único ciclo completo de: 1) aumento rápido y progresivo de la presión; 2) aumento mantenido de la presión, y 3) retorno de la presión al tono basal de la vejiga, de la siguiente forma:
– Las señales sensitivas de los receptores de distensión vesicales son conducidas a los segmentos sacros de la médula espinal a través de los nervios pélvicos y, después, vuelven de nuevo a la vejiga a través de las fibras nerviosas parasimpáticas por medio de estos mismos nervios.
– Una vez que el reflejo miccional es lo suficientemente poderoso, provoca otro reflejo que pasa a través de los nervios pudendos hasta el esfínter externo para inhibirlo. Si esta inhibición es más potente que las señales constrictoras voluntarias al esfínter externo, se produce la micción.
– El reflejo miccional es un reflejo medular autónomo, pero puede ser inhibido o facilitado por los centros encefálicos en el tronco del encéfalo, principalmente en la protuberancia, y varios centros localizados en la corteza cerebral que son principalmente excitadores, aunque pueden ser inhibidores.

LA FORMACIÓN DE LA ORINA ES EL RESULTADO DE LA FILTRACIÓN GLOMERULAR, LA REABSORCIÓN TUBULAR Y LA SECRECIÓN TUBULAR

El primer paso en la formación de la orina es la filtración del líquido desde los capilares glomerulares hacia los túbulos renales. A medida que el filtrado glomerular fluye a través de los túbulos, se reduce el volumen de filtrado y su composición se altera mediante la reabsorción tubular (el retorno del agua y los solutos desde los túbulos hacia la sangre) y la secreción tubular (el movimiento neto de agua y solutoshacia los túbulos), cada uno de los cuales es muy variable dependiendo de las necesidades corporales. Por tanto, la excreción de cada sustancia en la orina implica una combinación específica de filtración, reabsorción y secreción, como expresa la siguiente relación:

Velocidad de excreción urinaria = Velocidad de filtración – Velocidad de reabsorción + Velocidad de secreción

En general, la reabsorción tubular es cuantitativamente más importante que la secreción tubular en la formación de la orina, pero la secreción es relevante para determinar las cantidades de iones potasio e hidrógeno y algunas otras sustancias. Los productos de desecho metabólicos que deben eliminarse de la sangre, como la urea, la creatinina, el ácido
úrico y los uratos, se reabsorben mal y por ello se excretan en grandes cantidades en la orina. Ciertas sustancias extrañas y fármacos se reabsorben de forma deficiente pero, además, se secretan desde la sangre a los túbulos, de manera que su excreción es alta. Por el contrario, los electrólitos, como los iones sodio, cloruro y bicarbonato, se reabsorben en gran medida, de manera que solo se detectan en la orina pequeñas cantidades. Algunas sustancias nutritivas, como los aminoácidos y la glucosa, se reabsorben completamente desde los túbulos y no aparecen en la orina, aunque se filtren grandes cantidades por los capilares glomerulares.
Cada uno de estos procesos está regulado fisiológicamente, aunque está claro que pueden producirse cambios en la filtración glomerular, la reabsorción tubular o la secreción tubular.