TEMA 7. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DEL APARATO EXCRETOR

1. LOS ÓRGANOS DE EXCRECIÓN EN HUMANOS.

La excreción es la expulsión del organismo de sustancias procedentes del metabolismo celular que no pueden ser acumuladas o almacenadas por las células. Aunque normalmente se identifica el aparato excretor con el urinario, en la excreción de los diferentes productos de desecho intervienen también otros órganos y aparatos:-Aparato respiratorio: Expulsa al exterior el dióxido de carbono

-El hígado: Elimina de nuestro cuerpo una pequeña cantidad de colesterol y algunas sustancias tóxicas que llegan a nuestro organismo junto con sustancias procedentes de la destrucción de glóbulos rojos viejos y hemoglobina. Estos productos son vertidos desde el hígado al intestino y de allí expulsados al exterior

- Las glándulas sudoríparas: El sudor tiene una composición semejante a la orina pero mucho más diluida en agua. Con el sudor se expulsan algunas sustancias de excreción, especialmente minerales. Las glándulas sudoríparas se encuentran en la piel en todo el cuerpo. La evaporación del sudor en la piel permite refrigerarla cuando la temperatura es alta

La función de todos estos órganos de excreción está coordinada por el sistema nervioso y endocrino y es básica para mantener la temperatura de nuestro cuerpo, los niveles de líquidos y la presión osmótica de las sales minerales disueltas en ellos que intervienen en numerosas reacciones bioquímicas y en las funciones vitales de todas nuestras células

2. APARATO URINARIO

2. 1 ANATOMÍA DEL APARATO URINARIO

El sistema urinario es el conjunto de órganos que participan en la formación y evacuación de la orina. Está constituido por dos riñones, órganos densos productores de la orina, de los que surgen sendas pelvis renales como un ancho conducto excretor que al estrecharse se denomina uréter, a través de ambos uréteres la orina alcanza la vejiga urinaria donde se acumula, finalmente a través de un único conducto, la uretra, la orina se dirige hacia el meato urinario y el exterior del cuerpo. Los riñones filtran la sangre y producen la orina, que varía en cantidad y composición, para mantener el medio interno constante en composición y volumen. Concretamente, los riñones regulan el volumen de agua, la concentración iónica y la acidez (equilibrio ácido base y pH) de la sangre y fluidos corporales, además regulan la presión arterial, producen hormonas y participan en el mantenimiento de la glucemia.

Los riñones

Los riñones están situados en la pared posterior del abdomen, detrás del peritoneo, a ambos lados de la columna vertebral, aproximadamente entre la 12ª vértebra dorsal y la 3ª vértebra lumbar, situándose el derecho en un plano inferior alizquierdo, debido a la presencia del hígado.

El polo superior de cada riñón está cubierto por la glándula suprarrenal.

Son de color rojizo, tienen forma de habichuela, en el adulto pesan entre 130 g y 150 g cada uno y miden unos 11cm. (de largo) x 7cm. (de ancho) x 3cm. (de espesor). En cada riñón se distingue un polo superior y uno inferior; dos caras, la anterior y la posterior; dos bordes, el externo o lateral convexo y el medial o interno cóncavo que presenta en su porción central el hilio

renal, éste es una ranura por donde entran y salen nervios, vasos linfáticos, vasos arteriovenosos y la pelvis renal.Cada riñón está formado por aproximadamente un millón de tubitos microscópicos, cada uno de los cuales es una unidad estructural y funcional denominada nefrona.

La nefrona

Se estima que el riñón humano contiene 1millón de nefronas. Cada nefrona consta del corpúsculo renal y del túbulo renal.

1. El corpúsculo renal está constituido por los capilares glomerulares (glomérulo) alojados en una cápsula esférica llamada la cápsula de Bowman.

2. El túbulo renal nace a continuación de la cápsula de Bowman, presenta cuatro segmentos con características distintas, rodeados por la red capilar. Su función es la de concentrar el filtrado hasta conseguir una orina definitiva ajustada a las necesidades homeostáticas de la sangre. Estos son:

a) Túbulo contorneado proximal es un tubo sinuoso de 13 mm de longitud aprox., se dispone a continuación del corpúsculo renal, consta de un epitelio simple, cuyas células poseen un borde en cepillo de microvellosidades que aumenta su capacidad de absorción. Su función principal es la de reabsorber el 80% aprox. del filtrado glomerular.

b) Asa de Henle está constituida pordos ramas en forma de horquilla: la rama descendente y la rama ascendente.

c) El túbulo contorneado distal tiene algunas células poseedoras de receptores para las hormonas antidiurética y aldosterona.

d) El túbulo o conducto colector. Es un tubo rectilíneo que se forma por confluencia de los túbulos contorneados distales de varias nefronas.

La relación entre el aparato excretor y el circulatorio es muy estrecha, pudiéndose decir que el riñón “filtra” la sangre. A cada riñónllega una gran arteria renal, procedente de la aorta descendente que se ramifica dentro de él. A cada nefrona llega una arteriola aferente que se capilariza en la cápsula de Bowman formando el glomérulo. La red de capilares se reúne en una arteriola eferente que sale del glomérulo y se vuelve a ramificar y capilarizar en torno a toda la nefrona. Por último, estos capilares se reúnen de nuevo en una vénula que desembocará en la vena renal.Vías urinarias

De la pelvis de cada riñón, sale un tubo denominado uréter que desemboca en una bolsa que es la vejiga urinaria, situada en la parte baja del vientre (en la parte anterior de la cavidad pelviana).

Uréteres

Tienen tres capas: la mucosa, que recubre la luz del tubo, la muscular, compuesta por células musculares lisas con actividad contráctil (por peristaltismo conducen la orina) y la serosa externa constituida a base de fibras conjuntivas.

Vejiga

Es un reservorio de orina con capacidad máxima fisiológica de hasta 800 ml, aunque en determinadas patologías puede exceder bastante este volumen. Cuando está vacía, la vejiga adopta una forma triangular de base ancha. La cara superior (sobre la cual se apoya el útero en la mujer) es ligeramente cóncava. Existen tres orificios, los dos ureterales, separados por unos 4-5 cm. y el orificio uretral, punto de partida de la uretra, los tres delimitan un espacio triangular denominado trígono vesical. La capa muscular es una potente red de fibras musculares lisas que permiten una contracción uniforme de este órgano. El orificio uretral y el inicio de la uretra están

rodeados por dos esfínteres: uno de control involuntario y otro de control voluntario.

Uretra

Uretra femeninaEs un conducto de unos 3-4 cm. de longitud destinado exclusivamente a conducir la orina. Nace en la cara inferior de la vejiga, desciende describiendo un trayecto ligeramente cóncavo hacia delante, desemboca en el meato uretral externo.

Uretra masculinaTiene una longitud de entre 20-25 cm. Es común al aparato reproductor.

2.2FISIOLOGÍA DE LA NEFRONA

La función del aparato urinario es la elaboración de la orina a partir del filtrado de la sangre. La complejidad e importancia del proceso se ponen de manifiesto cuando los riñones dejan de funcionar. La sangre transporta los productos de desecho procedentes del catabolismo celular y otras muchas sustancias con diferentes orígenes y funciones. Los riñones deben discriminar entre lo que es preciso eliminar y lo que no, y lo que hay que retirar por encontrarse por encima de la concentración adecuada, pero sólo hasta que se alcance el valor correcto.

La sangre entra al riñón por la arteria renal, procedente de la aorta descendente, y se van ramificando formando numerosas arteriolas aferentes que forman el ovillo glomerular. Son precisamente las paredes de estos capilares las que actúan como ultrafiltros, permitiendo el paso de partículas de tamaño pequeño. La sangre que sale a través de la arteriola eferente. Las arteriolas eferentes se van agrupando para formar la vena renal que, a su vez, vierte en la venacava inferior.

La elaboración de la orina se desarrolla en dos etapas, que se denominan fase glomerular y fase tubular, de acuerdo con el lugar de la nefrona en que tienen lugar.

1. Fase glomerularTiene lugar en el glomérulo. De la sangre de estos capilares pasa al interior de la cápsula de Bowman una gran cantidad de líquido cuya composición es semejante al plasma sanguíneo pero desprovisto de proteínas.Se trata de una solución acuosa muy diluida de sales minerales, urea, glucosa, aminoácidos, hormonas, medicamentos, enzimas, vitaminas, etc. El paso de estas sustancias hacia el interior de la cápsula se debe a un mecanismo puramente físico de filtración, de ahí que a esta fase se la conozca también con el nombre de fase de filtración glomerular.La filtración depende de la presión sanguínea, y esta puede ser modificada variando el diámetro de las arteriolas aferentes y eferentes. La cantidad de líquido que ingresa por filtración en las cápsulas

de Bowman es enorme, cifrándose en unos 180 litros diarios. Este líquido, que circula por la nefrona, recibe el nombre de orina primaria.Los elementos formes de la sangre (hematíes leucocitos y plaquetas) así como las proteínas plasmáticas no pueden atravesar la membrana de filtración, de ahí que el filtrado, orina primitiva u orina inicial que se recoge en el espacio de Bowman tenga una composición similar a la del plasma, excepto en lo que concierne a las proteínas.

2. Fase tubularEl filtrado glomerular experimenta profundas modificaciones a lo largo del tubo de la nefrona, hasta ser convertido en orina final. Dichas modificaciones consisten principalmente en la reabsorción de sustancias que volverán a la sangre como: agua, glucosa, aminoácidos, gran parte de los iones: cloro, sodio, potasio, calcio, fosfato, bicarbonato, vitaminas y hormonas, incluso se reabsorbe una parte de la urea. Los mecanismos de reabsorción son variados dependiendo de la sustancia a reabsorber: desde transporte activo con gasto de energía, a transporte facilitado (mediante transportadores específicos de membrana), cotransporte (aprovechando la entrada de otra substancia) o simplemente por difusión simple a través de las membranas. Las células de las nefronas están en contacto con una red de capilares que serán los que recogerán las moléculas reabsorbidas, pasando así de nuevo a la sangre.Ejemplo de cotransporte: la reabsorción de una parte de la urea, ayuda a reabsorber agua.A continuación se diferencian aquellas moléculas que se reabsorben en las distintas partes de la nefrona:

Túbulo proximal: glucosa, aminoácidos, calcio y sodio Asa de Henle: se diferencian 2 zonas:

Rama descendente: se reabsorbe agua* ( 80%)Rama ascendente: impermeable al agua y se reabsorbe: sodio, potasio y urea

Túbulo distal: impermeable al agua y se reabsorbe sodio, cloro y calcio

Túbulo colector: reabsorción de agua y urea. Es donde actúa la aldosterona y la ADH

3. Existe otro proceso que también tiene lugar. Se trata de la secreción.

La secreción consiste en el paso de ciertas sustancias desde la sangre de los capilares que rodean a la nefrona al tubo de la nefrona, pasando a formar parte de la orina. De este modo se eliminan algunas sustancias como por ejemplo, muchos medicamentos.

La orinaLa orina final o secundaria es la que llega a los túbulos colectores y de ellos, a través de la pelvis renal, irá al uréter. Su principal componente es el agua, en la que van disueltas diversas sustancias como la sal común, la urea y el ácido úrico.Existen también en la orina diversos pigmentos, que son los que le dan el color amarillento, debiendo citar como más importante la urobilina.

Un análisis de orina también puede dar muchas indicaciones sobre el estado del organismo (por ejemplo la prueba del embarazo se efectúa con una muestra de orina). Muchos medicamentos se eliminan con la orina. La cantidad de orina final producida diariamente es variable en función de diversos factores, tales como la cantidad de agua o de sales ingeridas, así como la temperatura y humedad exteriores, pero aproximadamente viene a ser un litro y medio (es decir, se reabsorben los casi 180 litros filtrados. Esto quiere decir, que en 24 horas la sangre se filtra unas 36 veces).Variación de la concentración de la orinaSi una persona se encuentra en un estado de deshidratación, su organismo requiere conservar agua, por lo cual la orina que se produce es más concentrada, ya que los túbulos renales reabsorben más agua en comparación con la reabsorción ocurrida durante una condición de normalidad. Por el contrario, la orina producida luego de una gran ingesta de agua es más diluida, porque se reabsorbe menos agua que la filtrada en el glomérulo.

Formación de orina hipotónica e hipertónicaFormación de orina hipotónica se produce una inhibición de la reabsorción de agua.Formación de orina hipertónica, cuando la sangre está muy concentrada, hay una deshidratación celular.Los osmorreceptores envían impulsos nerviosos hacia regiones del hipotálamo donde se produce la activación del centro de la sed (esto es lo que produce la sensación de sed) y la secreción de la hormona antidiurética o ADH.Esta hormona viaja por la sangre y al llegar a las células de los túbulos colectores promueve la reabsorción de agua y con ello, la formación de una orina concentrada.

3 CONTROL DEL PROCESO DE FORMACIÓN DE LA ORINA

El control de la formación de la orina está a cargo del sistema nervioso, que actúa regulando el calibre de las arteriolas aferentes y eferentes (estar nervioso ante un examen y tener unas ganas de orinar es un hecho conocido) y el hormonal, secretándose la hormona antidiurética (ADH), también llamada vasopresina, por parte de la hipófisis, una glándula cerebral cuya acción es la de provocar el aumento de la reabsorción de agua por las células de los túbulos.

El acto de vaciar la vejiga de la orinase denomina micción. También existe un control, en este caso de tipo nervioso. Conforme la orina va llegando a través de los uréteres, las fibras musculares de la vejiga van distendiéndose y a la vez, sensores de estiramiento envían señales al sistema nervioso central. Cuando la vejiga está llena, un centro situado en el encéfalo lo sabe y hace que se relaje el esfínter interno, creando además la sensación consciente de “ganas de orinar”. El esfínter externo tiene control voluntario y su manejo requiere un aprendizaje que se alcanza aproximadamente cuando el niño tiene unos dos años de edad.