SISTEMA URINARIO

Los riñones desarrollan múltiples funciones además de excretar los productos de desecho del metabolismo. Claude Bernard, en el siglo XIX, fue el primero en apreciar que los organismos superiores se desenvuelven en dos medios ambientes: el "medio exterior", en el cual está situado el organismo y; el "medio interno", en el cual viven los elementos celulares (este último corresponde al líquido extracelular y sería el verdadero "medio de la vida"). El riñón es el principal órgano encargado de mantener la constancia del medio interno: regula la cantidad de agua, Na, Cl y otros numerosos iones; mantiene el equilibrio ácido base; elimina productos de desecho; e incluso tiene la función de sintetizar hormonas como renina y eritropoyetina. El riñón pareciera funcionar de una manera bastante indirecta. Primero filtra del plasma un gran volumen de líquido casi sin proteínas, el filtrado glomerular, y luego reabsorbe de este filtrado todos los constituyentes que el organismo necesita. Un hombre de 80 kg tiene un volumen de filtración glomerular de 180 l / 24 h. Puesto que el volumen de orina diario es de aproximadamente 1 l, 179 l de filtrado glomerular deberán reabsorberse diariamente en los túbulos renales para volver al compartimento vascular. La concentración de Na plasmática, en condiciones normales, es de 140 mEq / l, por lo tanto aproximadamente 25.200 mEq de Na son filtrados diariamente en el glomérulo. Puesto que por lo menos debe mantenerse una condición estacionaria, sólo 100-200 mEq de Na son excretados (corresponden a la ingesta) y por lo tanto aproximadamente 25.000 mEq de Na (1,5 Kg) deben ser reabsorbidos diariamente. Con respecto a glucosa, se reabsorben aproximadamente 250 g / 24 h. Todo este proceso de filtración y reabsorción de las más variadas sustancias envuelve una serie de mecanismos químicos, físicos y electroquímicos que tienen lugar en las diferentes células que forman la unidad estructural y funcional del riñón, el nefrón, el cual consiste de un ovillo capilar (el glomérulo) y un largo y fino tubo con distintos segmentos. Una vez que la orina es formada en el riñón, ésta no sufre mayores cambios en su composición a medida que recorre los diversos componentes de la vía excretora (cálices, pelvis renal, ureteres, vejiga urinaria y uretra). Los riñones (Fig. 1) tienen una localización retroperitoneal en la cavidad abdominal. Están recubierto por una cápsula fina pero resistente de tejido conectivo denso. El hilio es ocupado por la pelvis renal (expansión de los

ureteres en forma de embudo), arteria y vena renal, linfáticos, nervios y tejido adiposo. El hilio se expande hacia el seno renal, el cual contiene, además de los elementos anteriores, los cálices mayores y menores. El parénquima renal puede ser dividido en una región cortical y una medular. La medular se organiza en pirámides (pirámides de Malpighi), las cuales presentan estriaciones longitudinales. El vértice de cada pirámide se asocia a un cáliz menor. El tejido cortical cubre las bases de las pirámides y se extiende entre estas hacia el seno renal formando las columnas de Bertini. Una pirámide con su proyección radial de corteza constituye un lóbulo renal. En humanos los lóbulos están fusionados mientras que en algunas especies (ej. bovino) están separados por tejido conectivo. Los rayos medulares se extienden desde las bases de las pirámides hacia la corteza y delimitan entre ellos los lobulillos renales. La punta de la pirámide se denomina papila renal y es el sitio donde los tubos colectores se abren hacia los cálices; por esto la punta de la papila recibe el nombre de área cribosa. La pelvis renal se divide en 2-3 cálices mayores. Cada cáliz mayor se ramifica a su vez en varios cálices menores los cuales rodean el área cribosa de cada papila. Hay 4-15 cálices menores y 16-20 tubos colectores terminando en cada papila. Los tubos colectores se dirigen desde la cortical a la medular formando parte de los rayos medulares. En la corteza tienen un diámetro de 40 µm y están revestidos por epitelio cúbico. A medida que avanzan hacia la medular, forman conductos de mayor diámetro (200 µm), revestidos por epitelio cilíndrico (conductos de Bellini), que desembocan en el área cribosa. El nefrón (Fig. 1) constituye la unidad morfo-funcional del riñón. Hay aproximadamente 800.000 - 1.200.000 por riñón. El nefrón puede ser dividido, funcional y morfológicamente, en varios segmentos: el corpúsculo renal o de Malpighi, túbulo contorneado proximal, asa de Henle (porción descendente delgada y ascendente gruesa) y túbulo contorneado distal. El corpúsculo renal (Fig. 2). Consiste de un ovillo capilar (glomérulo) rodeado de una cápsula de doble pared (cápsula de Bowman) la cual está constituida por una hoja visceral (que abraza las asas del ovillo capilar) y una hoja parietal. Entre ellas existe el espacio capsular, llamado también espacio urinario o de Bowman. Cada corpúsculo posee un polo vascular por donde penetra una arteriola aferente y sale una arteriola eferente, y un polo urinario en el cual la hoja parietal de la cápsula de Bowman se continúa con el túbulo

contorneado proximal. La arteriola aferente entra al corpúsculo renal y forma asas capilares, las cuales se ramifican y anastomosan entre sí (glomérulo) para finalmente reunirse en la arteriola eferente. La hoja parietal de la cápsula de Bowman está constituida por un epitelio plano simple apoyado sobre una membrana basal que contiene gran cantidad de fibras reticulares. La hoja visceral consiste de un epitelio "modificado" formado por podocitos (Fig. 2, 3). Estas células poseen prolongaciones (pedicelos) que abrazan los capilares dejando entre ellas espacios llamados hendiduras de filtración (Fig. 4). En estas hendiduras se localizan los diafragmas de filtración (Figs. 5 y 6) con poros entre 60-90Å. Los pedicelos se apoyan sobre una membrana basal continua y engrosada (3000Å de espesor) constituida por la fusión de las membranas basales del epitelio de la hoja visceral de la cápsula de Bowman y de los capilares glomerulares. Los capilares glomerulares son fenestrados. Sus poros no presentan diafragma y tienen un diámetro de 500-1000Å, impidiendo así el paso de células y partículas. La barrera de filtración glomerular estaría constituida entonces por: endotelio del capilar (fenestrado), membrana basal fusionada (única estructura continua) y pedicelos, cuyos diafragmas de filtración constituyen la estructura más fina limitante del pasaje de sustancias del compartimento vascular al urinario. El plasma sanguíneo es filtrado a través de la barrera de filtración glomerular. Son factores determinantes de esta filtración: la diferencia de presión (+20 mm Hg en el lado sanguíneo), la carga eléctrica de la membrana basal, y la porosidad de los elementos que constituyen la barrera. Por lo tanto filtra agua, sales y proteínas de PM menor que 60.000; todas por fenómenos pasivos, constituyendo el primer paso en la formación de la orina. La carga eléctrica de la membrana basal sería el principal responsable de la limitación al pasaje de proteínas de PM mayor que 60.000. Hay puntos en que la membrana basal no envuelve la circunferencia de un solo capilar, sino que es común a dos capilares. En el espacio entre estos dos capilares se ubican las células mesangiales (Fig. 5). Túbulo contorneado proximal. Mide aproximadamente 14 mm de longitud, 60 µm de diámetro, y es el mayor constituyente de la corteza. Sus células son cúbicas, con un prominente ribete en cepillo (Fig. 6) y de límites intercelulares difusos debido a las extensivas interdigitaciones de las membranas celulares laterales entre células vecinas. Tienen núcleo central y en el citoplasma basal contienen mitocondrias alargadas, entre pliegues de la membrana plasmática basal, que le dan un aspecto estriado. En la membrana basal se localiza una bomba que moviliza sodio hacia el espacio intercelular (de ahí pasa a la red de capilares peritubulares). La

disminución de la concentración de Na en el interior de la célula permite que éste se siga reabsorbiendo desde el lumen tubular; el ion cloruro sigue al Na en este proceso. En el citoplasma apical tienen canalículos, que se conectan con la base de las microvellosidades y que originan vesículas claras que se fusionan con lisosomas. Estas estructuras se deben a una activa pinocitosis de proteínas las cuales son degradadas a sus aminoácidos constituyentes y pasan como tales de vuelta al torrente sanguíneo. El mayor porcentaje de reabsorción ocurre a nivel del túbulo contorneado proximal: 80 - 85% del H2O (transporte pasivo); 100 % de glucosa (transporte activo); 95% de Na y cloruros (transporte activo) y 100% de las proteínas (transporte activo). Asa de Henle. Se ubica en la médula y consiste de una porción descendente delgada y una porción ascendente gruesa. La porción delgada puede llegar a medir hasta 10 mm dependiendo de la ubicación del glomérulo en la corteza (yuxtamedulares más largas, corticales más cortas). Se reduce el diámetro del tubo a 15µm y el epitelio se transforma en plano simple. La porción gruesa tiene una longitud promedio e 9 mm, un diámetro de 35µm, el epitelio se hace cúbico bajo, y asciende hacia su corpúsculo renal de origen. Túbulo contorneado distal. Es la continuación del asa de Henle. Se inicia en la región en que el tubo contacta el polo vascular del corpúsculo en relación con la arteriola aferente. En esta región de contacto sus células cúbicas se hacen más altas y forman la mácula densa que, junto con células musculares modificadas de la pared de la arteriola aferente (células yuxtaglomerulares) y células mesangiales extraglomerulares (células de Lacis) forman el complejo o aparato yuxtaglomerular. A este aparato se le han adscrito funciones de barorrecepción (células yuxtaglomerulares) y quimiorrecepción ([Na] mácula densa), en respuesta a estos estímulos se exocitan los gránulos de las células yuxtaglomerulares que contienen renina. El túbulo contorneado distal sigue su trayecto hacia los túbulos colectores, tiene una longitud aproximada de 5 mm y un diámetro de 20-50µm. La altura de su epitelio es semejante a la del túbulo contorneado proximal, pero presenta escasas microvellosidades y los límites laterales de sus células son más nítidos. La membrana plasmática basal se caracteriza por presentar múltiples pliegues basales conteniendo mitocondrias alargadas. Irrigación sanguínea (Fig. 7) La arteria renal ingresa por el hilio y se divide en arterias segmentarias. Estas dan origen a las interlobulares que penetran por las columnas ubicadas entre las pirámides. A nivel de la base de las pirámides se arquean para continuar paralelamente a la superficie externa del órgano, adquiriendo el nombre de arterias arciformes. Las arterias arciformes se localizan en la unión córtico-medular y dan ramas perpendiculares que se dirigen hacia la periferia, en relación a los rayos medulares, y que reciben el nombre de interlobulillares. De las arterias interlobulillares

se originan las arteriolas aferentes de los glomérulos. De los glomérulos egresan arteriolas eferentes. Las arteriolas eferentes de los glomérulos corticales dan origen a la red capilar peritubular. Las provenientes de glomérulos yuxtamedulares se dirigen hacia la médula, dando origen a los vasos rectos que penetran hasta el vértice de la papila y forman asas que vuelven a la unión córtico-medular para hacer el recorrido venoso de retorno. Mecanismo de contracorriente. Ocurre entre las porciones descendentes y ascendentes del asa de Henle y los vasos rectos. El filtrado que ingresa al asa de Henle tiene una osmolaridad semejante a la plasmática. La porción descendente es permeable al Na y al H2O, la porción ascendente sólo puede bombear activamente Na hacia el exterior y es impermeable al agua. Este mecanismo de contracorriente genera una gradiente de hiperosmolaridad dentro del asa de Henle, en el intersticial y en el interior de los vasos rectos. DE esta manera, la pirámide medular presenta en su base una osmolaridad semejante a la plasmática (300 mOSM) y en su vértice una hiperosmolaridad de aproximadamente 1.200 mOSM. El túbulo colector tiene una permeabilidad variable al H2O dependiente de hormona antidiurética (ADH) (aumenta la permeabilidad al H2O en la pared del túbulo colector). El túbulo colector, al pasar por la gradiente osmótica de la médula, pierde H2O y concentra la orina en presencia de ADH. En ausencia de ADH, es impermeable al H2O y por lo tanto la osmolaridad de la orina será semejante a la que había en el túbulo distal (semejante a la osmolaridad plasmática). Este mecanismo permite regular finamente la concentración de la orina excretada. El asa de Henle es de vital importancia en este proceso. Sólo las especies que poseen este segmento en sus nefrones (aves y mamíferos) están capacitadas para producir orina hipertónica respecto del plasma (Fig. 8).