El Sistema Urinario es Uno de los Sistemas Excretores

Es necesario que el cuerpo se deshaga de los productos de desecho y regule el volumen y la composición de los fluidos corporales. Estas son las tareas de los sistemas excretores del cuerpo. A la derecha hay una tabla con las partes del sistema excretor según lo describen Thibodeau y Patton.

Sistema
Órgano
Excreción
UrinarioRiñón
  • Compuestos de nitrógeno
  • Toxinas
  • Agua
  • Electrolitos
IntegumentarioPiel-Glándulas sudoríparas
  • Compuestos de nitrógeno
  • Agua
  • Electrolitos
RespiratorioPulmón
  • Dióxido de carbono
  • Agua
DigestivoIntestino
  • Residuos digestivos
  • Pigmentos biliares
  • Sales de metales pesados
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Audesirk & Audesirk
Cap. 26, 30

Thibodeau & Patton
Cap. 28
 
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El Sistema Urinario

Estos bocetos de los elementos del sistema urinario siguen el modelo del tratamiento de Thibodeau & Patton.

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El Sistema Urinario y la Homeostasis

A Walter B. Cannon se le atribuye la introducción del término "homeostasis" en la década de 1920 para describir la constancia del entorno interno del cuerpo. Aunque "homeostasis" del griego implica que "permanece igual", el cuerpo es claramente un entorno muy activo y en constante cambio. El valor del término es para describir el equilibrio dinámico de muchos sistemas que interactúan en el cuerpo que dan como resultado un organismo funcional razonablemente equilibrado. En el cuerpo hay una serie de parámetros físicos y químicos que deben mantenerse dentro de un rango muy estrecho para que las células funcionen correctamente. Los riñones y el sistema urinario son partes importantes del equilibrio homeostático del cuerpo.

Si bien podemos pensar en los riñones principalmente como un "productor de orina", Thibodeau y Patton sugieren que una mejor imagen del sistema sería la de "equilibrador del plasma sanguíneo". Audesirk & Audesirk sugieren una lista de las formas en que el sistema urinario ayuda a mantener la homeostasis del cuerpo:

  1. Regulación de los niveles sanguíneos de iones como sodio, potasio, cloruro y calcio.
  2. Regulación del contenido de agua en la sangre.
  3. Mantenimiento del adecuado pH de la sangre.
  4. Retención de nutrientes importantes como glucosa y aminoácidos en la sangre.
  5. Secreción de hormonas, como la eritropoyetina, que estimula la producción de glóbulos rojos.
  6. Eliminación de productos de desecho celular como la urea

Los riñones son los órganos más importantes del cuerpo para mantener el equilibrio hidroelectrolítico y ácido-base. "Cada gota de sangre de su cuerpo pasa a través de un riñón unas 350 veces al día; por lo tanto, el riñón puede ajustar la composición de la sangre y, por lo tanto, ayuda a mantener la homeostasis" (Audesirk y Audesirk).

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Elementos del Sistema Urinario

Estructura del Riñón

Corteza renal: La porción externa del riñón que contiene las partes iniciales de las nefronas, incluidos los glomérulos con sus cápsulas de Bowman que las encierran. Parte de la corteza se extiende entre las estructuras de la médula formando columnas renales.

Médula: Conjunto de estructuras internas en forma de abanico que contienen la mayoría de las partes posteriores de las nefronas, incluido el asa de Henle y los vasos sanguíneos asociados. Hay algunas nefronas que están contenidas por completo en la corteza. Las estructuras individuales de la médula se denominan pirámides renales.

Cáliz: Estructura en forma de copa en la parte interna del riñón donde comienza la recolección de orina para su transporte fuera del cuerpo.

Pelvis Renal: El reservorio de recolección más grande formado por la unión de las unidades del cáliz. Este depósito se estrecha a medida que sale del riñón para convertirse en uréter.

Arteria Renal y Vena Renal: estos vasos sanguíneos son bastante grandes y transportan aproximadamente 1200 ml de sangre por minuto, o aproximadamente una quinta parte del flujo sanguíneo total desde el corazón. Entre las pirámides de la médula del riñón, la arteria renal se ramifica para formar arterias interlobulillares que se extienden hacia afuera hacia la corteza y se arquean sobre las bases de las pirámides para formar las arterias arqueadas. Desde estas arterias arqueadas, las arterias interlobulillares se extienden hacia la corteza.

La Nefrona

Cápsula renal: Estructura que contiene el glomérulo. La cápsula renal y los túbulos proximales y distales se encuentran en la corteza renal.

Cápsula de Bowman: Una estructura en forma de copa que sostiene el glomérulo y recoge la sangre filtrada por él.

Glomérulo: un denso nudo de capilares con una estructura única que les permite filtrar la sangre. Las paredes de los capilares glomerulares son extremadamente permeables al agua y a las pequeñas moléculas disueltas, pero impiden el paso de grandes moléculas proteicas como la albúmina en la sangre.

Arteriola aferente: Desde una arteria interlobulillar, la sangre ingresa a la arteriola aferente que lleva la sangre al glomérulo para su filtración.

Arteriola eferente: Después de pasar a través del glomérulo, el líquido restante con el filtrado eliminado está mucho más concentrado, pasa a la arteriola eferente más pequeña y se ramifica en múltiples capilares pequeños y muy porosos. Estos capilares rodean el túbulo que ha transportado el filtrado de la cápsula de Bowman y están en íntimo contacto con él.

Túbulo contorneado proximal: El filtrado que sale de la cápsula de Bowman en el túbulo contiene nutrientes y agua y una parte de ellos se reabsorbe en la sangre que fluye a través de los capilares cercanos. Esta reabsorción puede incluir sales, glucosa y aminoácidos que se excretan del túbulo por transporte activo y luego se difunden hacia los capilares porosos. Al mismo tiempo, los productos de desecho restantes, incluida la urea, se concentran más en el túbulo.

Bucle de Henle: Un poco más allá del túbulo proximal, un túbulo más delgado desciende a un giro brusco y regresa con un túbulo agrandado. Esta estructura se extiende hasta la médula del riñón en la mayoría de las nefronas. A lo largo del asa de Henle hay más concentración de orina por ósmosis de agua fuera del tubo y transferencia de NaCl por transporte activo.

Túbulo contorneado distal: Más allá del asa de Henle, el túbulo se mueve a un punto adyacente a la arteriola aferente y los dos forman el aparato yuxtaglomerular. Esta estructura es importante para mantener la homeostasis del flujo sanguíneo porque secreta renina por reflejo cuando la presión sanguínea en la arteriola aferente desciende. La renina desencadena un mecanismo que produce angiotensina, una sustancia que provoca vasoconstricción y el consiguiente aumento de la presión arterial.

Túbulo colector: Desde el túbulo distal, la orina ingresa al túbulo recto que está unido por los túbulos distales de varias nefronas.

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Regulación del Contenido de Agua de la Sangre

Una de las funciones más importantes del riñón es regular el contenido de agua de la sangre. Audesirk & Audesirk comentan que los riñones filtran alrededor de 125 ml (aproximadamente media taza) de agua por minuto, por lo que sin reabsorción ¡se produciría más de 180 litros (45 galones) de orina al día!. La reabsorción a la sangre se produce por ósmosis desde los túbulos contorneados y los túbulos colectores de las nefronas. El agua puede luego difundirse en los capilares permeables de la nefrona que rodean los túbulos. La cantidad de reabsorción se controla mediante un mecanismo de retroalimentación negativa que involucra la cantidad de hormona antidiurética (ADH) que circula en la sangre. Este proceso de control involucra al sistema endocrino e involucra al hipotálamo que detecta la concentración osmótica de la sangre. También están involucrados los receptores en el corazón que monitorean el volumen sanguíneo. En respuesta al aumento de la concentración osmótica, el hipotálamo envía señales a la glándula pituitaria para que libere ADH en la sangre para aumentar la permeabilidad de los túbulos de las nefronas.

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Procesos de Intercambio de Fluidos en la Nefrona

Múltiples procesos en las nefronas del riñón logran el equilibrio de los componentes de la sangre y el líquido intersticial mientras concentran la orina para su excreción. Además de la regulación general del contenido de agua de la sangre, el proceso complejo retiene las proteínas plasmáticas y las moléculas grandes en la sangre. También regula nutrientes como glucosa, aminoácidos, vitaminas, urea y una variedad de iones que incluyen sodio, potasio, cloruro y sulfato. En este contexto hay varios términos descriptivos:

Filtración: la parte principal de la filtración de la sangre se produce en el glomérulo de la nefrona, y el líquido resultante llamado filtrado se recoge en la cápsula de Bowman y luego pasa a los túbulos. Posteriormente, el filtrado se refiere al contenido de los túbulos y otras estructuras que conducen a la excreción final de la orina.

Reabsorción tubular: proceso mediante el cual las células del túbulo proximal eliminan el agua y los nutrientes del filtrado dentro del túbulo y los devuelven a la sangre.

Secreción tubular: proceso mediante el cual los desechos y el exceso de sustancias que no se filtraron inicialmente en la cápsula de Bowman se eliminan de la sangre para su excreción.

Los múltiples procesos de intercambio permiten que el riñón mantenga los componentes necesarios en la sangre con el equilibrio adecuado y también excrete orina que tiene aproximadamente cuatro veces la concentración molar del plasma sanguíneo. Un contribuyente importante es la fracción de nefronas que tienen asas largas de Henle que se extienden hacia la médula del riñón. Los procesos de intercambio de fluidos de las partes inferiores del circuito conducen a una concentración creciente. Audesirk & Audesirk comentan el ejemplo de la rata canguro del desierto que solo tiene asas muy largas de Henle y es capaz de concentrar su orina ¡a 14 veces su concentración plasmática!.

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Filtración y Reabsorción por el Riñón

Los riñones manejan muchas sustancias en su función de contribuir al equilibrio de líquidos y la homeostasis del cuerpo. Estos datos son de Thibodeau & Patton.

Casi todos los componentes celulares útiles se reabsorben en la sangre. El ciclo de la urea en el hígado convierte el NH3 tóxico en urea, una forma no tóxica que luego se transporta a los riñones. Se podría esperar que toda la urea se excreta, pero de hecho solo se excreta alrededor de un tercio de ella. La reabsorción de urea proporciona una mayor concentración de urea en la médula interna del riñón y se cree que contribuye a lograr la concentración observada de la orina en el túbulo colector. (Ask a Biologist)

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