SISTEMA RENAL

El sistema renal tiene funciones para mantener la volemia, mantener el pH del líquido extracelular...

La nefrona puede eliminar sustancias del organismo, puede recuperar sustancias filtradas, mantener el volumen de líquido extracelular, mantener la osmolaridad, tiene mecanismos de absorción o eliminación de sustancias que mantienen el pH del líquido extracelular.

En la nefrona, primero se produce la filtración de sustancias de la sangre. Después se hace una reabsorción y una secreción.

Las células endocrinas están relacionadas con el mantenimiento de estas funciones. Otras regulan la Eritropoyetina, otros enzimas del 1,25-Dihidroxicolecalciferol...

FILTRACIÓN

La arteria arcuata tiene ramificaciones que dan arteriolas aferentes al glomérulo. De esta arteriola aferente hay una ramificación de muchos capilares pequeños que forman el glomérulo. Después se vuelven a reagrupar en la arteriola eferente que después se bifurca y forma los capilares peritubulares.

Más adelante hay ramificaciones de los vasos rectos que vuelve a confluir en un sistema venoso (vena arcuata).

La cápsula de Bowman está en contacto con los capilares del glomérulo. Allí se produce la filtración: entra una  pequeña porción del líquido circulatorio hacia la nefrona y después evoluciona hacia los túbulos contorneados proximales.

Estos tubos contorneados proximales bajan hacia la zona central del riñón, formando las asas de Henle. Después está el tubo contorneado distal que acaba en el túbulo colector.

Los túbulos contorneados son largos y muy liados. El túbulo contorneado distal confluye al lado de la arteriola aferente dando vueltas. El asa de Henle va centrípetamente.

En la sangre hay diferentes sustancias y solutos. Una pequeña parte del líquido interno entra a la cápsula de Bowman y los capilares que van dentro de la nefrona. Por reabsorción, estas sustancias se vuelven a meter dentro  de los capilares y vuelven a la circulación.

El capilar tiene fenestraciones. Después tiene una membrana basal con muchos proteoglicanos y otras proteínas: Laminina, Colágenos... después están las células de la capa visceral de la célula de Bowman (son podocitos que tienen pedicelos y abrazan los capilares glomerulares y hacen de filtro adicional). Cualquier sustancia que abandone el líquido extracelular tiene que atravesarlo todo.

Estudiando la morfología de los poros se pueden ver qué sustancias pasarán. Los poros tienen un diámetro de 80 Armstrong. En el plasma hay muchas sustancias con peso molecular por debajo de 80 Armstrong (Glucosa, Creatinina, Urea, Insulina, Na+, K+, Noradrenalina, Acetilcolina...). La Albúmina, aunque tiene 60 Armstrong, no filtra porque tiene muchos grupos aniónicos (muchas cargas negativas igual que los residuos de ácidos hiálicos (proteoglicanos), que las repulsa). El tamaño no es el único determinante para la filtración. También influye la carga y la forma.

Todos los solutos de pequeño tamaño pueden filtrar, las proteínas del plasma no filtrarán, tampoco lo harán sustancias unidas a proteínas del plasma.

La filtración glomerular se hace por el gradiente de presión hidrostática entre la cápsula de Bowman y los capilares glomerulares.

En los capilares hay más presión que en la cápsula glomerular. En la cápsula de Bowman es más pequeña porque está abierta y se está filtrando sin parar.

Los túbulos renales tienen unas paredes preparadas para reabsorber. La cantidad de líquido de la nefrona es cada vez más pequeña porque se va reabsorbiendo.

La presión hidrostática favorece la filtración. Conforme se hace la filtración, la fracción filtrable del plasma va hacia dentro de la cápsula de Bowman. Siempre la presión hidrostática es más alta en el capilar glomerular que en la cápsula de Bowman.

La presión coloide osmótica depende de la concentración de sustancias con propiedad coloidal (presión oncótica).

La presión oncótica de la sangre, a medida que se va filtrando, el plasma se va volviendo más concentrada y con menos cantidad de agua. Cada vez se hace más lata la presión oncótica. Esta presión es más baja en el inicio del capilar que en el final. Es una fuerza que se opone a la filtración porque como más aumenta la presión oncótica, más retención de agua tiene el plasma.

La presión efectiva de filtración es el gradiente de presión hidrostática entre el capilar glomerular y la presión hidrostática en la cápsula de Bowman. Además, se tiene que oponer la presión coloide osmótica al capilar glomerular.

Como no se filtran proteínas, la presión oncótica de la cápsula de Bowman es casi nula.

PEF = PHCAPILAR GLOM - PHCAPS BOWM - PCO CAP GLOM

La tasa de filtración  es PEF x kf donde PEF = Presión efectiva de filtración y kf = Coeficiente de filtración de la sustancia.

El coeficiente es diferente para cada sustancia según sus características físico-químicas porque tiene un coeficiente de filtración diferente.

La filtración glomerular se puede modificar en función de los parámetros de la arteriola aferente.

Cuando se contrae la arteriola eferente hay un descenso de la presión efectiva de filtración. Si la sangre llega a la misma presión hará que le cueste más salir de la zona del glomérulo y da un aumento de la presión en el glomérulo que hace aumentar la filtración.

Hay un aumento de la presión osmótica de la cápsula de Bowman. La presión coloide osmótica aumenta y hace que el incremento de filtración sea discreto porque anula el incremento de  presión osmótica. Provoca ligeros incrementos en la filtración.

Cuando hay una contracción de la arteriola aferente, hay un aumento de la presión efectiva de filtración, disminuyendo la cantidad de sangre en los capilares glomerulares y la presión hidrostática de los capilares baja. Por eso la presión arterial de filtración es más pequeña. La presión coloide osmótica no se opone tanto porque sale menos sangre.

La filtración va más poco a poco. Causa descenso notables en la filtración.

Cuando se modifica la presión arterial sistémica en función de la presión arterial, la filtración no varía. El riñón se defiende activamente de la presión arterial. Aunque la presión arterial se modifique, la filtración glomerular se queda igual. Sólo por debajo de poca presión arterial pueden haber paradas de la filtración glomerular (siempre se mantiene entre 70 y 170 mm de Hg). Eso se debe a que en el riñón hay mecanismos de regulación muy importantes.

MECANISMOS DE REGULACIÓN RENAL

Si hay una elevación importante de la presión arterial a nivel de la arteriola aferente llega más sangre y hay más presión.

Cuando recibe un incremento de presión, hay una distensión importante y la arteriola aferente se contrae por mecanismos miogénicos (el músculo liso responde a la distensión con una contracción). Cuando se contrae la arteriola, disminuye la presión de filtración y disminuye la filtración.

El feed-back túbulo-glomerular consiste en que el túbulo contorneado distal va muy cerca de la arteriola aferente. En el túbulo contorneado distal están las células de la mácula densa, que son sensibles a la concentración de Na+. Cuando aumenta la presión arterial, aumenta la filtración y se incrementan muchos solutos del interior de los túbulos renales (entre ellos la concentración elevada de ClNa).

En el túbulo contorneado distal se puede encontrar una cantidad más elevada de ClNa. Las células de la mácula densa, cuando encuentran un incremento de NaCl, produce un estímulo que provoca vasoconstricción  de la arteriola aferente que comporta un descenso en la filtración. La contracción es producida por la Adenosina u otro mecanismo según el autor.

Es parecido a un mecanismo de seguridad para que aunque la presión sea elevada, no se pierda Na+ de forma importante. Produce un feed-back túbulo-glomerular.

Estos dos mecanismos tienen sistemas independientes. Aunque la presión sea normal y la filtración se a normal, si artificialmente se produce un incremento de NaCl, se produce la contracción de la arteriola aferente.

El incremento de P produce un incremento de la filtración que da una mayor concentración de Na+ mayor en el túbulo contorneado distal y se monitorizada por las células de la mácula densa que contraen la arteriola eferente y se controla la llegada de líquido en el glomérulo. La mácula densa emite una sustancia vasoconstrictora.

Si desciende el P, disminuye la filtración y, en el túbulo contorneado distal, las células de la mácula densa, cuando la perciben, dan dos respuestas: actúan sobre el aparato yuxtaglomerular y secretan Renina (tiene un efecto sistémico que provoca vasoconstricción porque produce Angiotensina II que produce una vasoconstricción sobre la arteriola eferente y, de forma generalizada. También libera una sustancia que dilata la arteriola aferente que permite que llegue más cantidad de sangre.

La filtración genera mucho volumen que queda fuera del organismo y tiene que poder recuperar las sustancias que queremos y favorecer la eliminación de las que no queremos.

En humanos, la tasa de filtración glomerular es de 125 ml / minuto (70 Kg de individuo). Se elimina sólo entre 1-2 l de líquido. El 95 % del líquido se recupera.

En la nefrona hay segmentos del túbulo renal que pueden absorber determinadas cosas o en determinadas condiciones.

El túbulo contorneado proximal está formado por células epiteliales con bastantes vellosidades, muchas mitocondrias y entre las células hay uniones intercelulares que hacen que la reabsorción siga 2 vías: transcelular (que incorpora las sustancias dentro de la célula y después hacia el líquido intersticial) y paracelular ( a través de las uniones). A veces filtra de forma muy y muy poco selectiva. El túbulo contorneado proximal es el segmento que absorbe más. Realiza la absorción de sustancias metabólicamente útiles como la glucosa, aminoácidos, péptidos (proteínas pequeñas) mediante peptidasa o mediante endocitosis mediada por receptores. Permite recuperar mucha energía. Esta reabsorción será completa según la cantidad que haya filtrado y la capacidad de reabsorción del sustrato. La tm es la velocidad máxima de transporte desde el filtrado hacia el organismo. Esta tm tiene un umbral.

En el túbulo proximal se da una recuperación importante del Na+ (60-65 % del filtrado) y del agua (60-75 %). Cuantitativamente, la mayoría de las sustancias filtradas se reabsorbe aquí.

El Na+ se absorbe por el cotransporte de otros sustratos que se reabsorben. También existen algunos mecanismos de acción directa.

 

DRENAJE DEL LÍQUIDO REABSORBIDO

Hay más presión en el sistema sanguíneo que en el sistema intersticial del túbulo proximal.

La concentración de proteínas en el túbulo proximal es más baja que en la sangre. Aunque las presiones hidrostáticas no favorezcan el drenaje, la presión coloide osmótica hace que haya transferencia de agua y solutos hacia la sangre.

La cantidad de agua y solutos que se reabsorbe es más o menos la misma. Por eso, la osmolaridad del plasma es de 300 miliosmoles / L igual que en el plasma, porque se recupera la misma cantidad de agua y solutos y se mantiene en equilibrio.

En el asa de Henle se diferencia en asa de Henle ascendente y asa de Henle descendente. En la descendente, el intersticio renal es cada vez más concentrado. Tiene una osmolaridad creciente hasta llegar a concentraciones osmóticas muy, muy elevadas. Existe un gradiente muy importante de osmolaridad hacia zonas del riñón.

En la parte descendente del asa de Henle hay un epitelio muy plano y metabólicamente poco activo. Hay una concentración del líquido tubular porque se reabsorbe el agua.

En la porción descendente hay una concentración muy elevada del líquido intersticial y una reabsorción de agua.

En la parte ascendente llega un líquido muy concentrado (Hiperosmótico) que se encuentra un epitelio poco permeable al agua y con un transporte de solutos importante (porción fina de la porción ascendente).

La recuperación de sales se puede hacer a favor de gradiente o contra gradiente. La absorción pasiva pasa hasta que hay un gradiente de concentraciones desfavorable en el intersticio por las sales. A más aumentos, se tiene que hacer una absorción activa para recuperar solutos.

Al final de la porción ascendente del asa de Henle hay osmolaridades más bajas que en el líquido intersticial (líquido hipoosmótico).

Hay transporte activo de Na+, Mg2+, Cl-, Ca2+ y otros solutos.

En el túbulo distal llega un líquido isoosmótico o hipoosmótico y se tiene que completar la reabsorción de Na+. La Aldosterona favorece la entrada de Na+ contra gradiente de concentraciones.

La Aldosterona hace que se exprese la ATPasa Na+/K+ que saca Na+ de la célula y le da K+, que después es transferido hacia fuera. Estas células tienen una carga negativa que favorece la absorción de cationes porque siempre se extraen 3 cargas positivas y entran 2. La entrada de K+ está facilitada por la carga negativa.

La Paratohormona también actúa en el túbulo contorneado distal y hace entrar calcio a nivel del líquido extracelular. Aquí también se sintetiza 1,25-Dihidroxicolecalciferol y el transporte activo del bicarbonato. Da lugar a la amina concentrada porque la disponibilidad de agua puede estar limitada. Tiene que haber una recuperación muy eficaz de agua. La disponibilidad de agua no siempre es elevada.

En el túbulo colector se reabsorbe agua de un líquido que cada vez se vuelve más concentrado. Sobretodo queda agua, algunos iones y los productos de excreción que no interesan absorber.

Existe más de 1 mecanismo que permite recuperar agua libre (sin ningún soluto). En el túbulo colector hay unas células principales con receptores V2 (receptores de la ADH). Cuando llega la ADH activa, la Adenilciclasa que da AMPc que activa la proteína Kinasa A, que hace que las células que tienen unas vesículas en cuyo interior están las proteínas Acuaporinas, se unan con la membrana. Estas membranas tienen las Acuaporinas en la superficie. Las Acuaporinas son canales por donde entra agua libre. Hay muchos tipos diferentes: 0 a 5.

La Acuaporina más estrechamente regulada por la ADH es la Acuaporina 2. La AQP2 permite que entre agua libre de solutos. Si entra agua, no se infla porque existen otras Acuaporinas en la membrana basolateral (AQP3 y 4) que transfieren el agua que entra en exceso hacia el líquido intersticial y después hacia la circulación.

Las AQP también se encuentran en otras porciones del túbulo renal y favorecen la absorción de agua.

El Bicarbonato (HCO3-) es un tampón del líquido extracelular y se tiene que recuperar lo que se filtra. El urato (anión: ácido úrico) filtra porque tienen bajo peso molecular y se reabsorbe en un 80 %. También hay diferentes iones. El HPO42- también filtra fácilmente y alguna parte queda dentro del túbulo renal. Hasta que no se ha recuperado todo esto, no se habla de orina, sino de sustancias de rechace. El metabolismo da lugar a la producción de CO2 y otras sustancias tóxicas para el organismo, como el NH3.

El HCO3-, Urato, HPO42- y NH3 guardan una función importante. En el túbulo contorneado proximal existe un mecanismo que permite un intercambio de H+ por Na+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Los excesos de H+ pueden ir a la luz. Aproximadamente el 80% de los iones H+ del organismo se eliminan por el túbulo contorneado proximal.

En el filtrado hay bicarbonato que se une con los iones H+ y forman el ácido carbónico que se descompone en H2O y CO2. El CO2 puede entrar en las células del túbulo contorneado proximal. Estas células también tienen la actividad anhidrasa carbónica. El enzima anhidrasa carbónica hace que la combinación H2O + CO2 sea muy eficiente y dé ácido carbónico que da otra vez bicarbonato e iones H+.

Se recupera Na+ y se intercambia por K+. El HCO3- se intercambia por Cl- porque es un tamponante y se pasa al líquido extracelular.

Se recuperan iones bicarbonato, se secretan iones H+ que se intercambian por Na+. La secreción de H+ no puede actuar contra gradiente. Sólo funciona en gradientes favorables a la eliminación de H+.

Mientras haya bicarbonato, no disminuirá el pH por los H+ en el túbulo contorneado proximal y también hay NH3 y PO43-.

En el túbulo contorneado proximal se elimina el 80 % de los protones que nos sobran porque se unen a otras sustancias.

En la parte distal de los túbulos renales (TCD y túbulo colector):

 

 

 

 

 

Se pueden transportar activamente iones H+ contra gradiente. En el LEC hay CO2 que se difunde por la membrana y dentro hay anhidrasa carbónica que las combina con H2O y da ácido carbónico que se disocia y da iones H+ y bicarbonato. Se desprende de los H+ y se elimina el CO2 pasándolo de ácido a básico (HCO3-).

ACEPTORES DE H+ EN EL FILTRADO

En el filtrado hay HPO42- e intercambiando Na+ por H+ se pasa el HPO42- a H2PO4-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

También hay NH3 en el LEC. Interesa eliminarlo. Difunde fácilmente en el interior de la célula y sale hacia la luz, donde queda atrapado porque forma NH4+ y no se vuelve a reabsorber. Se pueden eliminar muchos iones H+ sin modificar el pH. Mediante estos mecanismos el pH de la orina no baja de 5. Si hay un exceso de bicarbonato o de H+ hay acidosis o basidosis. El riñón puede detectar la relación CO2/HCO3- que da mucha acidosis.

En el túbulo contorneado distal y colector se activan las células que tienen vesículas con unidades preformadas de la proteasa que secreta H+. Se fusionan con la membrana apical y producen un bombeo más importante de iones H+. El riñón si tiene un exceso de bicarbonato, puede modular la recuperación.

La orina tendrá una concentración de agua e iones variables según la ingesta. Siempre tiene que haber un equilibrio.

EVOLUCIÓN DE LA ORINA

La orina va de los túbulos contorneados a la pelvis, después al uréter, a la vejiga y, finalmente al exterior.

De los riñones salen los uréteres (tubo constituido por músculo liso que tiene ondas peristálticas que hacen bajar el bolo de orina por contracciones de la pared del uréter). Es un proceso controlado por la funcionalidad del músculo liso. En el uréter parece que haya unas células marcapasos que hace las contracciones cíclicas. Las presiones oscilan entre 25 y 100 mm de Hg.

En la confluencia entre el uréter y la vejiga hay una disposición que evita que puedan retroceder. La inserción del uréter es oblicua y, además, tiene una papila que evita el reflujo.

 

 

 

 

Sólo entra la orina en la vejiga cuando hay ondas peristálticas.

La vejiga es músculo liso con fibras distribuidas en espiral que dan lugar a una contracción coordinada. Este músculo es el músculo detrusor. La presión del interior de la vejiga no es directamente proporcional a l volumen que almacena.

 

 

 

El músculo detrusor es muy plástico y se puede adaptar a diferentes cantidades de líquido. El músculo detrusor tiene receptores de tipo muscarínico, de tipo b-adrenérgicos.

Después del músculo detrusor está el esfínter interno (músculo liso) y el esfínter externo (músculo estriado).

En el esfínter interno hay receptores a-adrenérgicos. Hay receptores de tensión que, cuando detectan estiramiento, esta información va a través del nervio hipogástrico a la médula espinal (L1-L4), que mediante vías simpáticas activa los receptores b-adrenérgicos que relajan el músculo detrusor.

Si se activan los receptores a-adrenérgicos que están presentes en el esfínter interno, median contracción del esfínter interno y se relaja el músculo detrusor. Cuando los receptores de tensión detectan un estiramiento importante, envían esta información a la médula espinal (S2-S4), que va mediante los nervios pélvicos y activan las vías parasimpáticas que segregan Acetilcolina que actúa sobre el receptor Muscarínico y contraen el músculo detrusor,  entonces también se relaja el esfínter externo e interno. Este mecanismo produce la micción.

Existen influencias del SNC sobre los centros espinales que controlan la micción. La micción es un reflejo espinal, pero este control del SNC permite que haya información ascendente y descendente sobre el SNC. Justifica que un animal pueda posponer la micción y permite que se interrumpa la micción en peligros y que se inicie la micción aunque la vejiga no esté llena.

Las partes del SNC que controlan este mecanismo son el Puente, el hipotálamo y la corteza.

El esfínter externo es músculo estriado que se contrae voluntariamente. Existen vías somáticas que mediante el nervio pudendo regulan la relajación o contracción de la vejiga.

La relajación voluntaria del esfínter externo provoca un mecanismo de eliminación de la orina.

 

Sábado, 21 Septiembre, 2002 17:53

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