Riñones

Continuación de arriba…

Anatomía de los riñones

Localización

Los riñones son un par de órganos que se encuentran a lo largo de la pared muscular posterior de la cavidad abdominal. El riñón izquierdo está situado ligeramente más superior que el derecho debido al mayor tamaño del hígado en el lado derecho del cuerpo. A diferencia de los demás órganos abdominales, los riñones se encuentran detrás del peritoneo que recubre la cavidad abdominal, por lo que se consideran órganos retroperitoneales. Las costillas y los músculos de la espalda protegen los riñones de daños externos. El tejido adiposo conocido como grasa perirrenal rodea los riñones y actúa como acolchado protector.

Estructura

Los riñones tienen forma de judía con el lado convexo de cada órgano situado lateralmente y el lado cóncavo medial. La hendidura en el lado cóncavo del riñón, conocida como hilio renal, proporciona un espacio para que la arteria renal, la vena renal y el uréter entren en el riñón.

Una fina capa de tejido conectivo fibroso forma la cápsula renal que rodea cada riñón. La cápsula renal proporciona una cáscara exterior rígida para mantener la forma de los tejidos internos blandos.

En la profundidad de la cápsula renal se encuentra la corteza renal blanda, densa y vascular. Siete pirámides renales con forma de cono forman la médula renal profunda a la corteza renal. Las pirámides renales están alineadas con sus bases orientadas hacia fuera, hacia la corteza renal, y sus vértices apuntan hacia dentro, hacia el centro del riñón.

Cada vértice se conecta a un cáliz menor, un pequeño tubo hueco que recoge la orina. Los cálices menores se fusionan para formar 3 cálices mayores, que a su vez se fusionan para formar la pelvis renal hueca en el centro del riñón. La pelvis renal sale del riñón en el hilio renal, donde la orina drena hacia el uréter.

Suministro de sangre

1. Las arterias renales se ramifican directamente desde la aorta abdominal y entran en los riñones a través del hilio renal.
2. Dentro de nuestros riñones, las arterias renales divergen en las arteriolas aferentes más pequeñas de los riñones.
3. Cada arteriola aferente lleva la sangre a la corteza renal, donde se separa en un haz de capilares conocido como glomérulo.
4. Desde el glomérulo, la sangre se recolecta en arteriolas eferentes más pequeñas que descienden a la médula renal.
5. Las arteriolas eferentes se separan en los capilares peritubulares que rodean los túbulos renales.
6. A continuación, los capilares peritubulares se fusionan para formar venas que se vuelven a fusionar para formar la gran vena renal.
7. Por último, la vena renal sale del riñón y se une a la vena cava inferior, que lleva la sangre de vuelta al corazón.

La nefrona

Cada riñón contiene alrededor de 1 millón de nefronas individuales, las unidades funcionales microscópicas de los riñones que filtran la sangre para producir orina. La nefrona está formada por 2 partes principales: el corpúsculo renal y el túbulo renal.

Responsable de filtrar la sangre, nuestro corpúsculo renal está formado por los capilares del glomérulo y la cápsula glomerular (también conocida como cápsula de Bowman). El glomérulo es una red de capilares agrupados que aumenta la superficie de la sangre en contacto con las paredes de los vasos sanguíneos. Alrededor del glomérulo se encuentra la cápsula glomerular, una doble capa en forma de copa de epitelio escamoso simple con un espacio hueco entre las capas. Unas células epiteliales especiales conocidas como podocitos forman la capa de la cápsula glomerular que rodea los capilares del glomérulo. Los podocitos trabajan con el endotelio de los capilares para formar un fino filtro que separa la orina de la sangre que pasa por el glomérulo. La capa exterior de la cápsula glomerular mantiene la orina separada de la sangre dentro de la cápsula. En el extremo de la cápsula glomerular, frente al glomérulo, se encuentra la boca del túbulo renal.

Una serie de tubos llamados túbulo renal concentran la orina y recuperan los solutos no residuales de la orina. El túbulo renal transporta la orina desde la cápsula glomerular hasta la pelvis renal.

1. La primera sección curvada del túbulo renal se conoce como túbulo contorneado proximal. Las células tubulares que recubren el túbulo contorneado proximal reabsorben gran parte del agua y los nutrientes filtrados inicialmente en la orina.
2. A continuación, la orina pasa por el asa de Henle, un largo túbulo recto que lleva la orina a la médula renal antes de hacer un giro en horquilla y volver a la corteza renal.
3. A continuación del asa de Henle se encuentra el túbulo contorneado distal.
4. Por último, la orina procedente de los túbulos contorneados distales de varias nefronas entra en el conducto colector, que transporta la orina concentrada a través de la médula renal y hacia la pelvis renal.
5. Desde la pelvis renal la orina procedente de muchos conductos colectores se combina y fluye fuera de los riñones y hacia los uréteres.

Fisiología de los riñones

Excreción de desechos

La función principal de los riñones es la excreción de los productos de desecho resultantes del metabolismo de las proteínas y la contracción muscular. El hígado metaboliza las proteínas de la dieta para producir energía y produce amoníaco tóxico como producto de desecho. El hígado es capaz de convertir la mayor parte de este amoníaco en ácido úrico y urea, que son menos tóxicos para el organismo. Mientras tanto, los músculos de nuestro cuerpo utilizan la creatina como fuente de energía y, en el proceso, producen el producto de desecho creatinina. El amoníaco, el ácido úrico, la urea y la creatinina se acumulan en el cuerpo con el tiempo y necesitan ser eliminados de la circulación para mantener la homeostasis.

Los glomérulos de los riñones filtran estos cuatro productos de desecho del torrente sanguíneo, lo que nos permite excretarlos de nuestro cuerpo en la orina. Alrededor del 50% de la urea que se encuentra en la sangre es reabsorbida por las células tubulares de la nefrona y devuelta al suministro de sangre. La urea en la sangre ayuda a concentrar otros productos de desecho más tóxicos en la orina manteniendo el equilibrio osmótico entre la orina y la sangre en la médula renal.

Filtración, reabsorción y secreción

1. Los riñones filtran la sangre a su paso por los capilares que forman el glomérulo. La presión sanguínea obliga a la mayor parte del plasma sanguíneo a atravesar el revestimiento de los capilares y a entrar en la cápsula glomerular. Las células sanguíneas son demasiado grandes para atravesar el revestimiento de los capilares, por lo que permanecen en ellos junto con algo de plasma residual. El plasma filtrado, ahora conocido como líquido tubular, comienza a fluir fuera de la cápsula glomerular y hacia el túbulo contorneado proximal.
2. Al mismo tiempo, la sangre concentrada que permanece dentro de los capilares del glomérulo se desplaza hacia las arteriolas eferentes y hacia los capilares peritubulares que rodean el túbulo contorneado proximal. Las células epiteliales que recubren el túbulo reabsorben activamente las valiosas moléculas de glucosa, aminoácidos e iones del filtrado y las depositan de nuevo en la sangre. Estas células también absorben los productos de desecho que quedan en la sangre (como el amoníaco y la creatinina) y secretan estas sustancias químicas en el filtrado. Mientras se intercambian estos solutos, la presión osmótica empuja el agua del filtrado diluido e hipotónico hacia la sangre concentrada e hipertónica.
3. Desde el túbulo contorneado proximal, el líquido tubular entra en el asa de Henle, donde se reabsorben agua e iones. La rama descendente del asa de Henle es permeable al agua y transporta el filtrado hasta la médula del riñón. Los tejidos de la médula que rodean al túbulo contienen una alta concentración de iones y muy poca agua en comparación con el filtrado. La presión osmótica entre el filtrado hipotónico y las células medulares hipertónicas empuja el agua fuera del filtrado y hacia las células. Las células de la médula devuelven esta agua a la sangre que fluye a través de los capilares cercanos.
4. El filtrado pasa a continuación por la rama ascendente del asa de Henle al salir de la médula. Los tejidos que rodean la rama ascendente no son permeables al agua pero sí a los iones. El filtrado está muy concentrado después de pasar por la rama descendente, por lo que los iones se difunden fácilmente fuera del filtrado y hacia las células que recubren la rama ascendente. Estos iones se devuelven a la sangre que fluye a través de los capilares cercanos.
5. El líquido tubular que sale del asa de Henle pasa después por el túbulo contorneado distal y el conducto colector de la nefrona. Estos túbulos continúan reabsorbiendo pequeñas cantidades de agua e iones que aún quedan en el filtrado. Los tejidos que rodean el conducto colector absorben activamente el exceso de iones de potasio e hidrógeno de los capilares cercanos y secretan este exceso de iones como residuos en el filtrado.
6. Cuando el filtrado llega al final del conducto colector, casi todos los nutrientes, iones y agua valiosos han sido devueltos al suministro de sangre, mientras que los productos de desecho y una pequeña cantidad de agua quedan para formar la orina. La orina sale del conducto colector y se une a la orina de otros conductos colectores de la pelvis renal.

Homeostasis del agua

Los riñones son capaces de controlar el volumen de agua del organismo modificando la reabsorción de agua por los túbulos de la nefrona. En condiciones normales, las células tubulares de los túbulos de la nefrona reabsorben (por ósmosis) casi toda el agua que es filtrada en la orina por el glomérulo.

La reabsorción de agua conduce a una orina muy concentrada y a la conservación del agua en el organismo. Las hormonas antidiurética (ADH) y aldosterona aumentan la reabsorción de agua hasta que casi el 100% del agua filtrada por la nefrona se devuelve a la sangre. La ADH estimula la formación de proteínas de canalización del agua en los conductos colectores de las nefronas que permiten que el agua pase de la orina a las células de los túbulos y a la sangre. La aldosterona funciona aumentando la reabsorción de los iones Na+ y Cl-, lo que hace que pase más agua a la sangre por ósmosis.

En situaciones en las que hay demasiada agua presente en la sangre, nuestro corazón segrega la hormona péptido natriurético auricular (PNA) para aumentar la excreción de iones Na+ y Cl-. El aumento de la concentración de Na+ y Cl- en la orina atrae el agua hacia la orina a través de la ósmosis, aumentando el volumen de orina producido.

Homeostasis Ácida/Base

Los riñones regulan el nivel de pH de la sangre controlando la excreción de iones de hidrógeno (H+) e iones de bicarbonato (HCO3-). Los iones de hidrógeno se acumulan cuando las proteínas se metabolizan en el hígado y cuando el dióxido de carbono de la sangre reacciona con el agua para formar ácido carbónico (H2CO3). El ácido carbónico es un ácido débil que se disocia parcialmente en el agua para formar iones de hidrógeno e iones de bicarbonato. Ambos iones se filtran de la sangre en el glomérulo del riñón, pero las células de los túbulos que recubren la nefrona reabsorben selectivamente los iones de bicarbonato y dejan los iones de hidrógeno como producto de desecho en la orina. Las células tubulares también pueden secretar activamente más iones de hidrógeno en la orina cuando la sangre se vuelve extremadamente ácida.

Los iones de bicarbonato reabsorbidos entran en el torrente sanguíneo donde pueden neutralizar los iones de hidrógeno formando nuevas moléculas de ácido carbónico. El ácido carbónico que pasa por los capilares de los pulmones se disocia en dióxido de carbono y agua, permitiéndonos exhalar el dióxido de carbono.

Homeostasis de electrolitos

Los riñones mantienen la homeostasis de importantes electrolitos controlando su excreción en la orina.

• Sodio (Na+): El sodio es un electrolito vital para la función muscular, la función neuronal, la regulación de la presión arterial y la regulación del volumen sanguíneo. Más del 99% de los iones de sodio que pasan por los riñones se reabsorben en la sangre desde el filtrado tubular. La mayor parte de la reabsorción de sodio tiene lugar en el túbulo contorneado proximal y en el asa ascendente de Henle.
• Potasio (K+): Al igual que el sodio, el potasio es un electrolito vital para la función muscular, la función neuronal y la regulación del volumen sanguíneo. Sin embargo, a diferencia del sodio, sólo se reabsorbe entre el 60 y el 80% de los iones de potasio que pasan por los riñones. La mayor parte de la reabsorción de potasio se produce en el túbulo contorneado proximal y en el asa ascendente de Henle.
• Cloruro (Cl-): El cloruro es el anión (ion con carga negativa) más importante del organismo. El cloruro es vital para la regulación de factores como el pH y el equilibrio de los fluidos celulares y ayuda a establecer el potencial eléctrico de las neuronas y las células musculares. El túbulo contorneado proximal y el asa ascendente de Henle reabsorben aproximadamente el 90% de los iones de cloruro filtrados por los riñones.
• Calcio (Ca2+): El calcio no sólo es uno de los minerales más importantes del cuerpo que compone los huesos y los dientes, sino que también es un electrolito vital. Al funcionar como electrolito, el calcio es esencial para la contracción del tejido muscular, la liberación de neurotransmisores por parte de las neuronas y la estimulación del tejido muscular cardíaco en el corazón. El túbulo contorneado proximal y el asa ascendente de Henle reabsorben la mayor parte del calcio en el filtrado tubular hacia la sangre. La hormona paratiroidea aumenta la reabsorción de calcio en los riñones cuando los niveles de calcio en sangre son demasiado bajos.
• Magnesio (Mg2+): El ion magnesio es un electrolito esencial para el correcto funcionamiento de las enzimas que trabajan con compuestos de fosfato como el ATP, el ADN y el ARN. El túbulo contorneado proximal y el asa de Henle reabsorben la mayor parte del magnesio que pasa por el riñón.

Homeostasis de la presión arterial

Los riñones ayudan a controlar la presión arterial del organismo regulando la excreción de iones de sodio y agua y produciendo la enzima renina. Dado que la sangre está compuesta en su mayor parte por agua, un aumento del volumen de agua en el cuerpo se traduce en un aumento del volumen de sangre en los vasos sanguíneos. El aumento del volumen de sangre significa que el corazón tiene que bombear con más fuerza de lo habitual para empujar la sangre hacia los vasos que están llenos de exceso de sangre. Por lo tanto, el aumento del volumen sanguíneo conduce a un aumento de la presión arterial. Por otro lado, cuando el cuerpo está deshidratado, el volumen de sangre y la presión arterial disminuyen.

Los riñones son capaces de controlar la presión arterial reabsorbiendo agua para mantener la presión arterial o permitiendo que se excrete más agua de lo habitual en la orina y así reducir el volumen de sangre y la presión. Los iones de sodio en el cuerpo ayudan a controlar la presión osmótica del cuerpo atrayendo el agua hacia las zonas de alta concentración de sodio. Para reducir la presión arterial, los riñones pueden excretar iones de sodio adicionales que arrastran agua fuera del cuerpo con ellos. A la inversa, los riñones pueden reabsorber iones de sodio adicionales para ayudar a retener el agua en el cuerpo.

Por último, los riñones producen la enzima renina para evitar que la presión arterial del cuerpo sea demasiado baja. Los riñones dependen de una cierta presión sanguínea para forzar el plasma sanguíneo a través de los capilares del glomérulo. Si la presión arterial es demasiado baja, las células de los riñones liberan renina en la sangre. La renina inicia un complejo proceso que da lugar a la liberación de la hormona aldosterona por parte de las glándulas suprarrenales. La aldosterona estimula a las células del riñón para que aumenten su reabsorción de sodio y agua para mantener el volumen y la presión sanguínea.

Hormonas

Los riñones mantienen una pequeña pero importante función endocrina produciendo las hormonas calcitriol y eritropoyetina.

• El calcitriol es la forma activa de la vitamina D en el organismo. Las células tubulares del túbulo contorneado proximal producen calcitriol a partir de moléculas inactivas de vitamina D. En ese punto, el calcitriol viaja desde los riñones a través del torrente sanguíneo hasta los intestinos, donde aumenta la absorción de calcio de los alimentos en la luz intestinal.
• La eritropoyetina (EPO) es una hormona producida por las células de los capilares peritubulares en respuesta a la hipoxia (un bajo nivel de oxígeno en la sangre). La EPO estimula las células de la médula ósea roja para que aumenten su producción de glóbulos rojos. Los niveles de oxígeno en la sangre aumentan a medida que más glóbulos rojos maduran y entran en el torrente sanguíneo. Una vez que los niveles de oxígeno vuelven a la normalidad, las células de los capilares peritubulares dejan de producir EPO.

Varias hormonas producidas en otras partes del cuerpo ayudan a controlar la función de los riñones.

• La hormona antidiurética (ADH), también conocida como vasopresina, es una hormona producida por las células neurosecretoras del hipotálamo del cerebro. Estas células se extienden hasta la hipófisis posterior, que almacena y libera la ADH. La producción de ADH es estimulada por una disminución del volumen sanguíneo y un aumento de la osmolaridad de la sangre. La ADH ayuda al cuerpo a retener agua aumentando el número de canales de agua en las células de los conductos colectores de los riñones. Estos canales de agua permiten que el agua que queda en la orina se reabsorba en la sangre, lo que da lugar a una orina extremadamente concentrada.
• La angiotensina II es una hormona producida en el hígado y activada por las enzimas renina y enzima convertidora de angiotensina. Una vez activada, la angiotensina II aumenta la reabsorción de iones de sodio y cloro en el túbulo contorneado proximal, lo que conduce a un aumento de la reabsorción de agua también.
• La aldosterona es una hormona producida en la corteza suprarrenal en respuesta a la angiotensina II. La aldosterona se une a las células diana en las paredes de los conductos colectores de la nefrona. Estas células reabsorben los iones de sodio y cloro adicionales que se habrían excretado en forma de orina. Las células diana también eliminan los iones de potasio de la sangre y los excretan en la orina.
• El péptido natriurético auricular (PNA) es una hormona producida por las células musculares cardíacas de las aurículas del corazón. Estas células producen ANP en respuesta a niveles elevados de sodio en la sangre o al aumento de la presión arterial. En los riñones, el PNA aumenta la tasa de filtración glomerular, de modo que una mayor cantidad de plasma sanguíneo se introduce en la cápsula glomerular y en los túbulos renales. El PNA también elimina algunos solutos de las células de la médula renal, haciendo que el asa de Henle sea menos eficiente en la reabsorción de agua e iones del filtrado. El resultado neto del PNA es que se acaba excretando más sodio y agua en la orina, el volumen sanguíneo disminuye y la presión arterial también se reduce.