Sistema Renal

Las funciones del sistema renal son: la osmorregulación que regula la composición química y el volumen de los fluidos corporales; la excreción que remueve los productos nitrogenados y el exceso de agua del cuerpo; y la secreción que actúa como glándula endocrina, secretando la hormona eritropoyetina.

Componentes del sistema renal

En los mamíferos consiste de las siguientes partes: dos riñones, dos uréteres, la vejiga urinaria y la uretra.

Riñón

Los mamíferos tienen dos riñones, que yacen en la parte craneal de la cavidad abdominal, uno a cada lado de la línea media, ventral a los músculos hipaxiales lumbares.

El riñón derecho yace ligeramente craneal al izquierdo, pues este es empujado y sacado de posición por el estómago, que también se ubica a la izquierda del abdomen. Cerca al polo craneal de cada riñón están los ovarios, en las hembras, y las glándulas adrenales.

Fig. 98

En general, los riñones de los mamíferos, tienen forma de frijol de cuyo centro, llamado hilus, convergen vasos sanguíneos, nervios y uréteres que entran y salen de los riñones. La mayoría de los riñones son rojizos, sin embargo, pueden variar dependiendo de las substancias que estén filtrando.

Están formados por cuatro capas; cápsula: constituida por tejido conectivo fibroso, que protege la superficie del riñón; corteza: capa más superficial del riñón, que contiene los corpúsculos renales y el sistema de túbulos de la nefrona; médula: formada por pirámides triangulares, que contienen los ductos colectores y las asas de Henle de las nefronas; y pelvis: integrada por tejido conectivo fibroso. La función principal de la pelvis es actuar como embudo para la orina que fluye víal uréteres.

Fig. 99

Fig. 100

Las aves, también poseen dos riñones, localizados de manera retroperitoneal en la depresión formada por la fusión de los huesos pélvicos, en la fosa renal del sinsacro. Son ligeramente más largos que los de los mamíferos y se extienden desde la región caudal de los pulmones, hasta la región caudal del sinsacro, ocupando aproximadamente 2% del peso corporal. En la mayoría de las especies son trilobulados.

Fig. 101

Igualmente, los reptiles tienen dos riñones, que varían en tamaño y de forma dependiendo del animal. En las serpientes son blandos o rugosos y cilíndricos, se localizan en la región caudodorsal de la cavidad celómica; el derecho en posición más craneal que el izquierdo, ambos alojados en el tercio distal del cuerpo. Los saurios, como las iguanas, los tienen blandos, de igual tamaño y esféricos, los cuales se localizan en la cavidad pélvica. En las tortugas, son lobulados y esféricos, están situados dorsocaudalmente dentro de la cavidad celómica. En los cocodrilos, son lobulados y esféricos, como en las tortugas. En todos los casos anteriores, los riñones yacen lado a lado en la pared dorsal del cuerpo, frente a la cloaca.

Los anfibios también tienen dos riñones. En los machos juegan un papel adicional, transportan la esperma. En las salamandras más primitivas, este nuevo rol ocasiona que la terminación anterior del riñón se haga más angosta y que los túbulos pierdan la función de filtradores. En las cecilias, los riñones permanecen sin cambios. En los anuros y salamandras modernas, los riñones se acortan y se compactan, tomando una forma elíptica, como resultado de la pérdida de la terminación anterior.

En los peces, los riñones yacen ventrales a la espina y, en algunas especies, pueden sentarse como en una silla de montar, en la vejiga natatoria.

Suministro de sangre

La sangre arterial es transportada, desde la aorta, por una sola arteria renal a cada riñón, que aportan 20% del rendimiento cardiaco. Dentro del tejido de los riñones, la arteria renal se divide en varias arterias interlobares y pasan por las pirámides renales hacia la corteza, donde los capilares suplen a los túbulos renales y proveen innumerables redes, conocidas como glomérulos. Primero, cada glomérulo suple una nefrona, luego, los capilares se combinan nuevamente para formar las venas interlobares, que entran a una única vena renal, la cual transporta sangre venosa a la vena cava caudal.

En los peces, la irrigación está siendo dada por las arterias renales craneales, media y caudal, que proveen el filtrado glomerular y el sistema porta renal, que es responsable de la secreción de uratos.

La sangre que entra al riñón transporta oxígeno, nutrientes y productos de desperdicio de los tejidos del cuerpo. La sangre que sale del riñón carga dióxido de carbono producido por los tejidos de este mismo órgano, pero los productos de desperdicio son removidos por vía glomérulo.

La unidad funcional del riñón es la nefrona. Cada riñón contiene cerca de un millón de nefronas muy unidas entre sí, son las responsables de la filtración de la sangre y la producción de orina. Cada nefrona se divide en varias partes, a saber:

1. Cápsula glomerular: encierra una red de vasos capilares llamados glomérulos. La cápsula y los glomérulos forman el corpúsculo renal. La membrana basal de la superficie interna de la cápsula presenta poros, que solo permiten el paso de moléculas pequeñas y fluidos. La superficie externa de la cápsula, se continúa con el epitelio del túbulo proximal. El fluido, filtrado por la cápsula, drena los espacios entre las dos capas y continúa hacia las nefronas.


2. Túbulo proximal: es un tubo plegado, que se extiende desde la cápsula hasta la corteza renal. Los túbulos se encuentran cubiertos por epitelio cúbico simple y presentan microvellosidades, las cuales aumentan el área de reabsorción del agua y de los electrolitos.


3. Asa de Henle: tienen forma de U, se extiende desde el túbulo proximal hasta la médula renal.


4. Túbulo distal: es menos plegado y más corto que el túbulo proximal, se ubica en la corteza renal.


5. Ducto colector: cada ducto recibe orina de varias nefronas, que es conducida por las pirámides a la pelvis renal.

Función renal: la formación de la orina

La sangre es filtrada por los riñones y el producto de este proceso es sometido a una serie de modificaciones dentro de los túbulos renales para producir orina, el resultado es muy diferente en composición y volumen al líquido original. De cada 100 litros de fluido filtrado de la sangre, solo se produce un litro de orina, por tanto, 99% de la sustancia original es reabsorbida nuevamente en la sangre.

Los procesos fisiológicos, que ocurren en las nefronas renales, son:

• Osmosis: es el paso del agua de un medio poco concentrado a un medio muy concentrado, a través de una membrana semipermeable.


• Difusión: es el movimiento de sustancias, de un medio de alta concentración a uno de baja concentración.


• Reabsorción: es el paso de sustancias del lumen de los túbulos renales a los capilares y, luego, a la circulación. Este es un proceso activo, por lo que requiere energía.


• Secreción: es el recorrido de las sustancias químicas, desde los capilares renales hasta el lumen de los túbulos y afuera del cuerpo, por medio de la orina. Es un proceso activo y requiere energía.

Proceso de formación de la orina en el riñón

La sangre entra a los riñones y es transportada a los capilares, formando los glomérulos.

• Glomérulos



La presión sanguínea dentro de los glomérulos es alta, porque la sangre viene directamente de la arteria renal y de la aorta, ambas arterias transportan sangre a muy alta presión. Además, el músculo liso de las paredes de la arteriola eferente, que deja los glomérulos, es capaz de encogerse por acción de la hormona renina y, por tanto, regular la presión del flujo sanguíneo en el glomérulo.




La alta presión en los glomérulos expulsa el fluido y las pequeñas moléculas afuera de la sangre, a través de los poros de la membrana basal de la cápsula. Las moléculas de gran tamaño, como eritrocitos, proteínas plasmáticas y hormonas son retenidas en el flujo sanguíneo. Este proceso se llama ultrafiltración y ese filtrado se conoce como filtrado glomerular u orina primitiva. Este filtrado es muy diluido, se compone 99% agua y 1% de solutos químicos.



• Túbulo proximal



Aquí ocurren, aproximadamente 65% de los procesos de resorción, que se detallan seguidamente:



• Reabsorción de agua y sodio: se da un proceso de asimilación activa de hasta 80% de los iones de sodio y cloruro en la sangre. El agua es reabsorbida por ósmosis, como respuesta al movimiento de los iones de sodio.


• Reabsorción de glucosa: en un animal normal o saludable, 100% de la glucosa es reabsorbida por la sangre, por tanto, en la orina normal no debe aparecer glucosa.


• Concentración de residuos de nitrógeno: el principal residuo es la urea, como producto del metabolismo de las proteínas, realizado por el hígado.


• Secreción de toxinas y ciertos fármacos: son activamente secretados, por ejemplo, un fármacos como la penicilina, es secretado de la sangre hacia la vejiga en la orina.



En la diabetes mellitus hay mucha glucosa en el flujo sanguíneo (hiperglicemia). La abundancia de glucosa en el filtrado glomerular y los túbulos se reabsorbe hasta el límite del umbral renal. El exceso pasa hacia abajo de los túbulos y sale a través de la orina (glucosuria). Uno de los signos clínicos de la diabetes mellitus es la presencia de glucosa en la orina.



• Asa de Henle



La función de las asa de Henle es regular la concentración y el volumen de la orina, de acuerdo con el estado del líquido extracelular. El filtrado glomerular fluye primero al asa descendiente y luego al asa ascendente, en la médula renal.



• Asa de Henle descendente: las paredes de los túbulos son permeables al agua, pero no contienen los mecanismos para reabsorber el sodio. El agua es sacada del túbulo por ósmosis, por lo que el filtrado se vuelve más concentrado conforme baja por el asa, hasta alcanzar un máximo de concentración.


• Asa de Henle ascendente: las paredes son impermeables al agua, el asa contiene bombas que reabsorben activamente el sodio hacia los capilares. El filtrado se vuelve menos concentrado, porque los iones de sodio son removidos.



Como resultado de este mecanismo de contracorriente, el filtrado resultante tiene la misma concentración cuando entra al asa de Henle que cuando deja el túbulo distal, solo que con menor volumen porque el agua ha sido removida. El agua es reabsorbida por la sangre, para ser utilizada por el cuerpo.




Si un animal está deshidratado, entonces se reabsorbe más agua, pero si está sobrehidratado, se perderá más agua en el filtrado.




En los reptiles, las nefronas no tienen Asa de Henle, por lo que son incapaces de producir orina concentrada.



• Túbulo distal



En el túbulo distal se realizan los ajustes finales a los constituyentes químicos de la orina, como respuesta al estado del líquido extracelular.



• Reabsorción de sodio y secreción de potasio: la cantidad asimilada es mucho más pequeña que en el túbulo proximal.


• Reabsorción de agua: se da por ósmosis, como resultado de la reabsorción del sodio, es controlada por la hormona aldosterona, que es producida en las glándulas adrenales.


• Excreción de potasio: es evacuado a la orina para reemplazar el sodio.


• Regulación del balance ácido/base por la excreción del ion hidrógeno: el pH normal de la sangre es de 7,4.


• Ductos colectores


• Aquí se realizan los ajustes finales a los volúmenes de agua en la orina como respuesta al estado del líquido extracelular. La hormona antidiurética (ADH), producida en la glándula hipófisis posterior, es capaz de permeabilizar las paredes de los ductos para el pasaje de agua.



Cuando un animal está deshidratado, el volumen del plasma y del líquido extra celular se reducen. La ADH va a permeabilizar los conductos colectores, por lo que aumentan los niveles del agua, que pasa a través de las paredes hacia el plasma y el líquido extracelular.




Como resultado de este proceso, el ultrafiltrado que pasa la cápsula glomerular se ha convertido en orina concentrada por el efecto repetido de reabsorción y secreción.

Osmorregulación: control de la función renal

La osmorregulación es el proceso que asegura, que el volumen del plasma y la concentración de sus químicos, permanezcan constantes, manteniendo la homeostasis y el funcionamiento normal del cuerpo.

Existen varios factores involucrados en la osmorregulación, donde interactúan diversas hormonas como la renina, angiotensina, aldosterona y la antidiurética. El proceso se realiza de dos maneras:

• Control de la cantidad de agua perdida por el cuerpo: los animales sanos pueden perder el agua por medio de la orina, las heces, el sudor y la respiración. Si el agua que se pierde, no es sustituida, por medio de bebidas o alimentos o si la pérdida es excesiva, debido al vómito, a la diarrea o a hemorragias, el volumen total del líquido extracelular disminuye por esto el animal se deshidrata. Durante la deshidratación, los mecanismos osmorreguladores comienzan a trabajar, bajando la presión sanguínea y aumentando la presión osmótica, lo cual resulta en el incremento de la reabsorción del agua de los ductos colectores controlado por la ADH. Además, se estimula el centro de la sed en el cerebro, lo que promueve la necesidad de tomar agua del animal. Por tanto, se aumentan los volúmenes de plasma y la presión sanguínea arterial.


• Control de los niveles de sodio: el cuerpo ingiere el sodio por medio de sales en la comida. La forma ionizada del sodio se encuentra en todos los fluidos corporales y juega un rol fundamental en la determinación de la presión sanguínea arterial. Ingerir altos niveles de sodio en la dieta, extrae por ósmosis el agua al plasma, lo que provoca que se aumente tanto el volumen de sangre como la presión sanguínea. Lo contrario sucede cuando hay una ingesta baja de sodio en la dieta. Por tanto, los mecanismos osmorreguladores corrigen estas alteraciones y compensan los niveles de la presión sanguínea. La regulación del sodio en el plasma, es realizada por la aldosterona en los túbulos distales.

En los peces, la osmorregulación varía entre los de agua dulce y los de agua salada. En ambientes de agua dulce, el agua es hipotónica, por lo que pasa a los fluidos corporales a través de las agallas. Los riñones en los peces de agua dulce, evitan que se rebase de agua, excretando grandes volúmenes de orina. En los ambientes marinos es a la inversa, el agua es hipertónica, por lo que es perdida por el cuerpo, por una difusión pasiva a través de las agallas. Entonces, para conservar cantidades normales de agua dentro del cuerpo, los riñones deben excretar pequeños volúmenes de orina concentrada.

Excreción

Es el proceso de remoción de los productos de desperdicio del cuerpo. Estos se producen dentro de los tejidos, como resultado de los procesos metabólicos y son inútiles o hasta nocivos para los tejidos del cuerpo. Los riñones excretan lo siguiente:

• Agua en cantidades variables, dependiendo del volumen de líquido extracelular. Esto es controlado por los procesos osmorreguladores.


• Iones inorgánicos: la excreción depende de procesos osmorreguladores también, la cantidad depende de la presión osmótica de la sangre y de otros fluidos corporales.


• Productos nitrogenados como resultado del metabolismo de las proteínas ingeridas por la comida; la descomposición de proteínas produce aminoácidos, algunos de los cuales no pueden almacenarse por el cuerpo y son descompuestos en amoníaco, que es extremadamente tóxico para las células, especialmente las del sistema nervioso. Dentro del hígado, el amoníaco produce la urea la cual sale a la circulación y es transportada a los riñones, donde es expulsada por la orina.



La enfermedad renal puede presentar diferentes síntomas relacionados con la funcionalidad nefrítica y la alteración de los mecanismos de homeostasis. Generalmente, la falla renal crónica ocurre en felinos y cánidos viejos, cuando las nefronas son sustituidas, gradualmente, por tejido conectivo. El incremento de urea en la sangre, ocurre cuando 75% de las nefronas ya no funcionan.




A diferencia de los mamíferos, en las aves y los reptiles los desechos nitrogenados se eliminan en forma de ácido úrico y uratos. Este tipo de excreción requiere menos agua, lo que representa una ventaja para la conservación del animal. El ácido úrico es sintetizado por el hígado y excretado en los riñones.




En los peces, los productos nitrogenados se descartan en forma de amoníaco, que es extremadamente tóxico y solamente se produce en animales que viven en ambientes acuosos, los cuales pueden diluirlo. La mayor cantidad de excreción de los desechos nitrogenados se da por las agallas y no por los riñones, como en los mamíferos.

• Productos de detoxificación: las hormonas, ciertos fármacos y tóxicos se inactivan dentro del hígado y se excretan por el riñón.