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SISTEMA EXCRETOR

En el cuerpo humano existen los denominados sistemas-porta sanguneos. Son

sistema de capilares que no se resuelven desde capilares arteriales hacia capilares

venosos como ocurre normalmente en todos los rganos en la funcin de alimentar y

retirar desechos metablicos de las clulas (D.1). Cumplen los sistemas porta funciones

de traslados de sustancias o de filtracin que intentan mantener el medio interno en

condiciones homeostticas adecuadas. Los sistemas porta hipofisiario y heptico se

denominan venosos porque sus capilares quedan insertos entre venas (D.2); sin embargo

el sistema porta-renal es arterial pues se produce entre una arteriola aferente y otra

eferente (D.3).

Los riones son los rganos principales en la excrecin de desechos del

metabolismo celular (D.4). Constituidos, desde el punto de vista funcional, por unidades

microscpicas de filtracin llamadas nefronas. Cada rin cuenta aproximadamente con

1,25 millones de ellas. La forma de la nefrona est perfectamente adaptada a su funcin

de filtrado del plasma sanguneo y formacin de orina: recuerda a un diminuto embudo

con un largo y tortuoso tubo (D.4). Estas unidades constan de:

- Corpsculo renal: Glomrulo, cpsula de Bowman y tubo contorneado proximal - Asa de Henle - Tubo contorneado distal - Tubo colector

De los riones salen los urteres que convergen en la vejiga de la orina que la

almacena hasta su salida al exterior por la uretra.

Filtrar la sangre y formar la orina son funciones esenciales para la vida, ya que

gran parte del mantenimiento adecuado de la homeostasis (equilibrio electroqumico,

pH, concentraciones de sustancia y lquidos), depende de ello. Un fallo renal influye en

los rangos de concentracin normales de sodio, potasio, cloro, urea, etc. Esa funcin se

lleva a cabo mediante 3 procesos: filtracin en el glomrulo de la cpsula de Bowman,

reabsorcin desde los tbulos proximales y distales hacia la sangre peritubular, y

secrecin desde la sangre peritubular hacia los tbulos contorneados distales.

Adems, los riones llevan a cabo otras funciones: influyen en la proporcin en

que se secretan las hormonas antidiurtica y aldosterona, y sintetizan otra hormona, la

eritropoyetina (forma activa de la vitamina D) que estimula la produccin de glbulos

rojos, y ciertas prostaglandinas (mediadores celulares) (D.5 y D.6).

FILTRACIN GLOMERULAR

Es el primer paso en el procesado de la sangre. Proceso fsico que ocurre en los

aproximadamente 2,5 millones de corpsculos renales. A medida que la sangre fluye

por los capilares glomerulares, el agua y los pequeos solutos se filtran hacia la cpsula

de Bowman. Los nicos constituyentes de la sangre que no salen son los elementos

formes, las clulas, y la mayor parte de las protenas plasmticas. Es un proceso simple

de difusin pasiva movido por la existencia de gradientes de presin hidrosttica y

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osmtica, entre los dos compartimentos (sangre y cpsula). Se define as, la tasa neta

de filtrado efectiva:

TFE = (PH glomerular + Posm capsular) (Posm glomerular + PH capsular)

En estado basal normal: TFE = (60 + 0) (32 + 12 a 18) = 10 a 16 mm Hg

Aproximadamente, cada 1 mmHg de la tasa de filtrado efectiva da lugar a un

12,5 ml de filtrado real por minuto (tasa de filtrado glomerular, TFG). As, se llega a

entre 125 y 200 ml/m, considerando los dos riones (D.7). Las patologas renales

inciden especialmente en la presin osmtica del filtrado capsular (~ 5 mm Hg), lo que

hace subir la tasa de filtrado efectiva y, por tanto el filtrado real que llega a superar los

260 ml/m. Ocurren porque se eliminan las glucoprotenas de la barrera, haciendo que

aumente as el filtrado de protenas plasmticas: proteinuria. El estrs, con aporte de

adrenalina, hace que se contraigan ambas arteriolas, mucho ms la aferente que la

aferente, lo que puede dar lugar en situaciones extremas a tasas de filtrado muy bajas,

incluso nulas.

La filtracin glomerular se produce con ms rapidez que en otros capilares

tisulares. La explicacin hay que buscarla en la diferencia estructural que existe entre el

endotelio de los capilares del glomrulo y el de otros capilares, con numerosos poros

(fenestraciones) que los hacen ms permeables. Otro factor que influye en este filtrado

ms rpido es que la presin hidrosttica en la sangre glomerular es mayor que la

normal en otros capilares tisulares; esto es debido a que el dimetro de la arteriola

eferente tiene menor dimetro que la aferente, establecindose una mayor resistencia a

la salida de la sangre.

Las caractersticas fsicas de la pared del capilar glomerular determinan la tasa

de filtracin y la naturaleza de lo filtrado. O sea, qu se filtra y cunto. El endotelio con

fenestraciones de entre 70 a 100 nm; la membrana basal que no permite el paso de

protenas plasmticas; y el epitelio con clulas especializadas llamadas podocitos, entre

los que se encuentran las hendiduras de filtracin. La membrana basal y estas

hendiduras forman mayoritariamente la barrera de filtracin (D.8 y D.9).

Otra caracterstica de la barrera es la presencia en todas las capas de

glucoprotenas cargadas negativamente. Esto aade un componente electrosttico a la

filtracin. Los solutos cargados positivamente sern atrados por las cargas negativas de

la barrera y se filtrarn ms fcilmente, mientras que los cargados negativamente

encontrarn una mayor dificultad. De cualquier forma los solutos pequeos como los

iones de Na+, K

+, Cl

- o HCO3

- entran libremente por los poros, pero las protenas

plasmticas, con carga negativa neta, encuentran dos problemas, su carga y su tamao.

REABSORCIN (D.10 y D.11)

Tiene lugar por mecanismos de transporte pasivos y activos en los tbulos

renales. Al da se filtran en las cpsulas de Bowman alrededor de 180 litros de lquido.

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La mayor parte, ms de los dos tercios, agua, electrolitos y nutrientes, es reabsorbida en

los tbulos proximales.

Tbulo proximal

El plasma y el lquido en el tubo proximal son ms o menos isotnicos, sus

osmolalidad es parecida, alrededor de 300 miliosmoles (mOsm). Los iones de sodio

(Na+), son transportados de forma activa. Las microvellosidades de las clulas

epiteliales de las paredes del tbulo forman un borde en cepillo que aumenta la

superficie de absorcin. A medida que el sodio se acumula en el espacio intersticial, este

espacio se torna positivo respecto al lquido del tbulo. Esto estimula el paso pasivo de

iones negativos (Cl-, CO3H

-, PO4

3-) a ese espacio y de ah a la sangre capilar.

A medida que aumenta la concentracin de iones en la sangre peritubular, la

sangre se hace hiperosmtica con respecto al lquido tubular por lo que el agua de los

tbulos difunde igualmente desde el tbulo a la sangre por el proceso de smosis, hasta

que ambos compartimentos son isotnicos.

Adems, los tbulos proximales reabsorben nutrientes, sobre todo glucosa y

aminocidos, mediante un tipo especial de transporte activo denominado cotransporte

de sodio: primero una molcula transportadora de la membrana se une al Na+ y a la

glucosa (o aminocidos); as, el transportador traslada de forma pasiva ambas sustancias

a travs del borde en cepillo hasta el interior de la clula. Despus, sodio y glucosa (o

aminocidos) salen de la clula, el sodio activamente y la glucosa (o aminocidos) de

forma pasiva. La casi totalidad de la glucosa y aminocidos que se hayan podido filtrar

en los glomrulos pasa nuevamente a la sangre, pero si la glucosa sangunea alcanza,

por diversas patologas, el umbral en sangre de unos 150 mgr/100 ml, no toda se

recupera y aparece en orina (glucosuria).

La urea permanece en los tbulos mientras se reabsorben los iones y el agua.

Despus, desde los tbulos colectores, aproximadamente un 50% pasar a la sangre

pasivamente.

Asa de Henle

Considerando la totalidad del asa de Henle el filtrado se diluye y se vuelve

hiposmtico con respecto a la sangre. Esto es as porque se reabsorben

proporcionalmente ms solutos que agua. De los aproximadamente 54 litros de lquidos

que entraron en el asa de Henle saldrn slo unos 18 hacia los tbulos distales.

La rama descendente del asa de Henle est formada por una pared mucho ms

delgada que la rama ascendente. As la capacidad de permeabilidad y la capacidad de

transporte de ambas paredes son muy diferentes. La delgada pared de la rama

descendente permite la libre difusin del agua, sodio, cloro y la urea hacia fuera, aunque

excepcionalmente pueden difundir hacia adentro si hay un gradiente de concentracin

inverso.

La gruesa pared de la rama ascendente permite mucho menos la difusin de esas

molculas, aunque s el transporte activo hacia el espacio intersticial de Na+, K

+ y Cl

-

donde quedan atrapados ya que no pueden volver al tbulo por la naturaleza de su

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pared. Por la misma razn tambin debera salir agua del tbulo para igualar la presin

osmtica pero igualmente le es imposible hacerlo. As el lquido del tbulo alcanza una

baja concentracin de solutos (osmololalidad baja) en tanto que en el lquido intersticial

ocurre lo contrario. Esta elevada concentracin se mantiene por el mencionado bombeo

constante de iones por la rama ascendente, es el llamado mecanismo multiplicador

contracorriente.

Tbulo distal y colector

El tbulo distal se parece al proximal en la reabsorcin activa de Na+ y Cl

-,

aunque lo hace en menor medida. Las clulas de sus paredes son casi impermeables al

agua, lo que significa que el sodio puede salir fcilmente, pero no as el agua. Esto da

lugar a una disminucin de la concentracin de solutos en el lquido tubular, lquido que

ya llegaba hipotnico por los efectos de contracorriente en el asa de Henle. Y a menos

que haya una influencia externa al rin no se llega al equilibrio osmtico.

As las cosas, el rin produce orina muy diluida (hiposmtica) que si la

excretara tal cual sera catastrfico: el organismo se deshidratara rpidamente. Un

mecanismo externo lo evita, se secreta la hormona antidiurtica (ADH) o vasopresina

desde la neurohipfisis. La ADH acta aumentando la permeabilidad de las clulas

tubulares y haciendo que el agua abandone en gran medida el tubo distal y el colector

buscando el equilibrio isotnico. En el extremo distal de los tubos colectores de los 18

litros slo se convertirn en orina final 1,5 litros.

SECRECIN TUBULAR (D.10 y D.11)

Adems de la reabsorcin las clulas tubulares tambin participan de la

secrecin de ciertas sustancias desde la sangre hacia el lquido tubular. Los tbulos

distales y colector secretan K+, H

+ y NH4

+. El potasio y los hidrogeniones de forma

activa, intercambindose por Na+. La aldosterona, hormona de la corteza adrenal, acta

sobre las clulas de esos tbulos y aumenta la actividad de bombeo de sodio-potasio. Su

accin es complementaria a la de la ADH. Tambin pueden ser excretadas de esta forma

algunos frmacos.

Existe otra hormona especfica, la hormona atrial anatriurtica (ANH), secretada

por fibras musculares especializadas de la pared auricular del corazn. Acta de forma

indirecta como antagonista de la aldosterona, favoreciendo la secrecin de Na+ en los

tbulos renales. Con ello tambin se opone a la accin de la ADH para reabsorber

menos agua y producir as ms volumen de orina.

EL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONA (D.12)

El volumen de lquido extracelular y, por tanto, de sangre, est determinado

bsicamente por el contenido en Na+. La regulacin de la concentracin de Na

+ se

produce bajo el control del mecanismo renina-angiotensina-aldosterona con la ayuda del

aparato yuxtaglomerular.

Se distinguen dos tipos de reacciones (D.12):

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- Reaccin sistmica. El descenso de la tensin arterial (reduccin del volumen plasmtico) produce una liberacin de renina a la sangre. Esta hormona local,

producido por clulas de las paredes del vaso aferente, provoca el paso del

angiotensingeno a angiotensina I que a su vez pasa a su forma activa, la

angiotensina II, por accin de la enzima convertasa. La angiotensina II tiene dos

efectos principales: vasoconstriccin directa con aumento de la tensin arterial y

liberacin de aldosterona de la corteza adrenal con la consecuente absorcin de

iones y agua.

- Reaccin local. Clulas de la mcula densa (D.13) de los tbulos distales provistas de quimiorreceptores detectan concentraciones elevadas de Cl

- y Na

+.

Esto da lugar a una liberacin de renina (reflejo local) que produce los mismos

efectos de la reaccin sistmica: vasoconstriccin de la contigua arteriola

aferente y aumento de la secrecin de aldosterona.

REGULACIN NERVIOSA (D.14)

COMPOSICIN DE LA ORINA (D.15)

La orina se compone de un 95% de agua en la que estn disueltas diversos tipos

de sustancias:

Desechos nitrogenados del catabolismo proteico, como urea (el soluto ms abundante en la orina), cido rico, amoniaco, y creatinina.

Electrolitos: iones de sodio, potasio, amonio, cloro, bicarbonato, fosfato y sulfato.

Toxinas producto de enfermedades.

Pigmentos derivados de la lisis de glbulos rojos en el hgado como urobilingeno (desecho de la hemoglobina)

Desechos de otros rganos, provenientes de alimentos y frmacos aclarados en los riones.

Hormonas, tras excesos en determinadas actividades humanas.

Constituyentes anormales que aparecen en determinadas patologas o al consumir determinados alimentos: azcar, sangre, albminas, mucus, clculos,

sacarina (edulcorante artificial), benzoato (desecho de conservantes), etc