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41.2: Los riñones y los órganos osmorreguladores - Biología

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Habilidades para desarrollar

  • Explicar cómo los riñones sirven como los principales órganos osmorreguladores en los sistemas de los mamíferos.
  • Describir la estructura de los riñones y las funciones de las partes del riñón.
  • Describir cómo la nefrona es la unidad funcional del riñón y explicar cómo filtra activamente la sangre y genera orina.
  • Detallar los tres pasos en la formación de orina: filtración glomerular, reabsorción tubular y secreción tubular.

Aunque los riñones son el principal órgano osmorregulador, la piel y los pulmones también juegan un papel en el proceso. El agua y los electrolitos se pierden a través de las glándulas sudoríparas de la piel, lo que ayuda a hidratar y enfriar la superficie de la piel, mientras que los pulmones expulsan una pequeña cantidad de agua en forma de secreciones mucosas y mediante la evaporación del vapor de agua.

Riñones: el principal órgano osmorregulador

Los riñones, ilustrados en la Figura ( PageIndex {1} ), son un par de estructuras en forma de frijol que se encuentran justo debajo y detrás del hígado en la cavidad peritoneal. Las glándulas suprarrenales se encuentran encima de cada riñón y también se denominan glándulas suprarrenales. Los riñones filtran la sangre y la purifican. Toda la sangre del cuerpo humano es filtrada muchas veces al día por los riñones; estos órganos utilizan casi el 25 por ciento del oxígeno absorbido a través de los pulmones para realizar esta función. El oxígeno permite que las células renales fabriquen eficientemente energía química en forma de ATP a través de la respiración aeróbica. El filtrado que sale de los riñones se llama orina.

Estructura del riñón

Externamente, los riñones están rodeados por tres capas, ilustradas en la Figura ( PageIndex {2} ). La capa más externa es una capa de tejido conectivo resistente llamada fascia renal. La segunda capa se llama cápsula de grasa perirrenal, que ayuda a anclar los riñones en su lugar. La tercera y más interna capa es la cápsula renal. Internamente, el riñón tiene tres regiones: una corteza externa, una médula en el medio y la pelvis renal en la región llamada hilio del riñón. El hilio es la parte cóncava de la forma de frijol donde los vasos sanguíneos y los nervios entran y salen del riñón; también es el punto de salida de los uréteres. La corteza renal es granular debido a la presencia de nefronas, la unidad funcional del riñón. La médula consta de múltiples masas de tejido piramidales, llamadas pirámides renales. Entre las pirámides hay espacios llamados columnas renales a través de los cuales pasan los vasos sanguíneos. Las puntas de las pirámides, llamadas papilas renales, apuntan hacia la pelvis renal. Hay, en promedio, ocho pirámides renales en cada riñón. Las pirámides renales junto con la región cortical adyacente se denominan lóbulos del riñón. La pelvis renal conduce al uréter en la parte exterior del riñón. En el interior del riñón, la pelvis renal se ramifica en dos o tres extensiones llamadas cálices mayores, que se ramifican en los cálices menores. Los uréteres son conductos portadores de orina que salen del riñón y desembocan en la vejiga urinaria.

Conexión de arte

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el riñón es falsa?

  1. La pelvis renal drena hacia el uréter.
  2. Las pirámides renales se encuentran en la médula.
  3. La corteza cubre la cápsula.
  4. Las nefronas se encuentran en la corteza renal.

Debido a que el riñón filtra la sangre, su red de vasos sanguíneos es un componente importante de su estructura y función. Las arterias, venas y nervios que irrigan el riñón entran y salen por el hilio renal. El riego sanguíneo renal comienza con la ramificación de la aorta hacia las arterias renales (cada una de las cuales recibe su nombre según la región del riñón por la que pasan) y termina con la salida de las venas renales para unirse a la vena cava inferior. Las arterias renales se dividen en varias arterias segmentarias al entrar en los riñones. Cada arteria segmentaria se divide aún más en varias arterias interlobares y entra en las columnas renales, que irrigan los lóbulos renales. Las arterias interlobares se dividen en la unión de la corteza renal y la médula para formar las arterias arqueadas. Las arterias arqueadas en forma de arco forman arcos a lo largo de la base de las pirámides medulares. Las arterias corticales irradiadas, como su nombre indica, se irradian desde las arterias arqueadas. Las arterias corticales irradiadas se ramifican en numerosas arteriolas aferentes y luego entran en los capilares que irrigan las nefronas. Las venas trazan el camino de las arterias y tienen nombres similares, excepto que no hay venas segmentarias.

Como se mencionó anteriormente, la unidad funcional del riñón es la nefrona, ilustrada en la Figura ( PageIndex {3} ). Cada riñón está formado por más de un millón de nefronas que salpican la corteza renal, lo que le da una apariencia granular cuando se secciona sagitalmente. Hay dos tipos de nefronas: nefronas corticales (85 por ciento), que se encuentran en la profundidad de la corteza renal, y nefronas yuxtamedulares (15 por ciento), que se encuentran en la corteza renal cerca de la médula renal. Una nefrona consta de tres partes: un corpúsculo renal, un túbulo renal y la red capilar asociada, que se origina en las arterias radiadas corticales.

Conexión de arte

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la nefrona es falsa?

  1. El conducto colector desemboca en el túbulo contorneado distal.
  2. La cápsula de Bowman rodea el glomérulo.
  3. El asa de Henle se encuentra entre los túbulos contorneados proximales y distales.
  4. El asa de Henle desemboca en el túbulo contorneado distal.

Corpúsculo renal

El corpúsculo renal, ubicado en la corteza renal, está formado por una red de capilares conocida como glomérulo y la cápsula, una cámara en forma de copa que lo rodea, llamada glomerular o cápsula de Bowman.

Túbulo renal

El túbulo renal es una estructura larga y contorneada que emerge del glomérulo y se puede dividir en tres partes según su función. La primera parte se llama túbulo contorneado proximal (PCT) debido a su proximidad al glomérulo; permanece en la corteza renal. La segunda parte se llama bucle de Henle, o bucle nefrítico, porque forma un bucle (con extremidades descendentes y ascendentes) que atraviesa la médula renal. La tercera parte del túbulo renal se denomina túbulo contorneado distal (DCT) y esta parte también está restringida a la corteza renal. El DCT, que es la última parte de la nefrona, conecta y vacía su contenido en los conductos colectores que recubren las pirámides medulares. Los conductos colectores acumulan el contenido de múltiples nefronas y se fusionan cuando entran en las papilas de la médula renal.

Red capilar dentro de la nefrona

La red capilar que se origina en las arterias renales suministra a la nefrona sangre que necesita ser filtrada. La rama que ingresa al glomérulo se llama arteriola aferente. La rama que sale del glomérulo se llama arteriola eferente. Dentro del glomérulo, la red de capilares se denomina lecho capilar glomerular. Una vez que la arteriola eferente sale del glomérulo, forma la red capilar peritubular, que rodea e interactúa con partes del túbulo renal. En las nefronas corticales, la red capilar peritubular rodea la PCT y la DCT. En las nefronas yuxtamedulares, la red capilar peritubular forma una red alrededor del asa de Henle y se denomina vasa recta.

Enlace al aprendizaje

Vaya a este sitio web para ver otra sección coronal del riñón y explorar una animación del funcionamiento de las nefronas.

Función y fisiología renal

Los riñones filtran la sangre en un proceso de tres pasos. Primero, las nefronas filtran la sangre que corre a través de la red capilar en el glomérulo. Casi todos los solutos, excepto las proteínas, se filtran hacia el glomérulo mediante un proceso llamado filtración glomerular. En segundo lugar, el filtrado se recoge en los túbulos renales. La mayoría de los solutos se reabsorben en el PCT mediante un proceso llamado reabsorción tubular. En el asa de Henle, el filtrado continúa intercambiando solutos y agua con la médula renal y la red capilar peritubular. El agua también se reabsorbe durante este paso. Luego, se secretan solutos y desechos adicionales en los túbulos renales durante la secreción tubular, que es, en esencia, el proceso opuesto a la reabsorción tubular. Los conductos colectores recogen el filtrado procedente de las nefronas y se fusionan en las papilas medulares. Desde aquí, las papilas llevan el filtrado, ahora llamado orina, a los cálices menores que finalmente se conectan a los uréteres a través de la pelvis renal. Todo este proceso se ilustra en la Figura ( PageIndex {4} ).

Filtración glomerular

La filtración glomerular filtra la mayoría de los solutos debido a la presión arterial alta y membranas especializadas en la arteriola aferente. La presión arterial en el glomérulo se mantiene independientemente de los factores que afectan la presión arterial sistémica. Las conexiones "con fugas" entre las células endoteliales de la red capilar glomerular permiten que los solutos pasen fácilmente. Todos los solutos en los capilares glomerulares, excepto las macromoléculas como proteínas, pasan por difusión pasiva. No hay requisitos de energía en esta etapa del proceso de filtración. La tasa de filtración glomerular (TFG) es el volumen de filtrado glomerular formado por minuto por los riñones. La TFG está regulada por múltiples mecanismos y es un indicador importante de la función renal.

Enlace al aprendizaje

Para obtener más información sobre el sistema vascular de los riñones, haga clic en esta revisión y los pasos del flujo sanguíneo.

Reabsorción y secreción tubular

La reabsorción tubular ocurre en la parte PCT del túbulo renal. Casi todos los nutrientes se reabsorben, y esto ocurre por transporte pasivo o activo. La reabsorción de agua y algunos electrolitos clave está regulada y puede verse influenciada por hormonas. Sodio (Na+) es el ion más abundante y la mayor parte se reabsorbe por transporte activo y luego se transporta a los capilares peritubulares. Porque na+ se transporta activamente fuera del túbulo, el agua lo sigue para nivelar la presión osmótica. El agua también se reabsorbe de forma independiente en los capilares peritubulares debido a la presencia de acuaporinas, o canales de agua, en el PCT. Esto ocurre debido a la presión arterial baja y la presión osmótica alta en los capilares peritubulares. Sin embargo, cada soluto tiene un transporte máximo y el exceso no se reabsorbe.

En el asa de Henle, la permeabilidad de la membrana cambia. La rama descendente es permeable al agua, no a los solutos; lo contrario es cierto para la rama ascendente. Además, el asa de Henle invade la médula renal, que es naturalmente alta en concentración de sal y tiende a absorber agua del túbulo renal y concentrar el filtrado. El gradiente osmótico aumenta a medida que se adentra más en la médula. Debido a que dos lados del bucle de Henle realizan funciones opuestas, como se ilustra en la Figura ( PageIndex {5} ), actúa como un multiplicador de contracorriente. Los vasa recta que lo rodean actúan como intercambiadores en contracorriente.

Conexión de arte

Los diuréticos de asa son fármacos que a veces se utilizan para tratar la hipertensión. Estos fármacos inhiben la reabsorción de iones Na + y Cl- por la rama ascendente del asa de Henle. Un efecto secundario es que aumentan la micción. ¿Por qué crees que es así?

Cuando el filtrado llega a la DCT, la mayor parte de la orina y los solutos se han reabsorbido. Si el cuerpo requiere agua adicional, toda ella puede reabsorberse en este punto. La reabsorción adicional está controlada por hormonas, que se analizarán en una sección posterior. La excreción de desechos se produce debido a la falta de reabsorción combinada con la secreción tubular. Los productos indeseables como los desechos metabólicos, la urea, el ácido úrico y ciertos medicamentos se excretan por secreción tubular. La mayor parte de la secreción tubular ocurre en el DCT, pero algo ocurre en la parte inicial del conducto colector. Los riñones también mantienen un equilibrio ácido-base al secretar un exceso de H+ iones.

Aunque las partes de los túbulos renales se denominan proximal y distal, en una sección transversal del riñón, los túbulos se colocan juntos y en contacto entre sí y con el glomérulo. Esto permite el intercambio de mensajeros químicos entre los diferentes tipos de células. Por ejemplo, la rama ascendente DCT del asa de Henle tiene masas de células llamadas mácula densa, que están en contacto con células de las arteriolas aferentes llamadas células yuxtaglomerulares. Juntas, la mácula densa y las células yuxtaglomerulares forman el complejo yuxtaglomerular (JGC). El JGC es una estructura endocrina que secreta la enzima renina y la hormona eritropoyetina. Cuando las hormonas activan las células de la mácula densa en el DCT debido a variaciones en el volumen sanguíneo, la presión arterial o el equilibrio electrolítico, estas células pueden comunicar inmediatamente el problema a los capilares de las arteriolas aferentes y eferentes, que pueden contraerse o relajarse para cambiar el glomerular. tasa de filtración de los riñones.

Conexión profesional

Nefrólogo

Un nefrólogo estudia y se ocupa de las enfermedades de los riñones, tanto las que causan insuficiencia renal (como la diabetes) como las que son producidas por la enfermedad de los riñones (como la hipertensión). La presión arterial, el volumen sanguíneo y los cambios en el equilibrio de electrolitos son competencia de un nefrólogo.

Los nefrólogos suelen trabajar con otros médicos que les remiten pacientes o les consultan sobre diagnósticos y planes de tratamiento específicos. Los pacientes suelen ser remitidos a un nefrólogo por síntomas como sangre o proteínas en la orina, presión arterial muy alta, cálculos renales o insuficiencia renal.

La nefrología es una subespecialidad de la medicina interna. Para convertirse en nefrólogo, a la escuela de medicina le sigue una capacitación adicional para obtener la certificación en medicina interna. Se dedican dos o más años adicionales al estudio específico de los trastornos renales y los efectos que los acompañan en el cuerpo.

Resumen

Los riñones son los principales órganos osmorreguladores en los sistemas de los mamíferos; funcionan para filtrar la sangre y mantener la osmolaridad de los fluidos corporales a 300 mOsm. Están rodeados por tres capas y están formados internamente por tres regiones distintas: la corteza, la médula y la pelvis.

Los vasos sanguíneos que transportan sangre hacia y desde los riñones surgen y se fusionan con la aorta y la vena cava inferior, respectivamente. Las arterias renales se ramifican desde la aorta y entran en el riñón donde se dividen en arterias segmentarias, interlobares, arqueadas y corticales radiadas.

La nefrona es la unidad funcional del riñón, que filtra activamente la sangre y genera orina. La nefrona está formada por el corpúsculo renal y el túbulo renal. Las nefronas corticales se encuentran en la corteza renal, mientras que las nefronas yuxtamedulares se encuentran en la corteza renal cerca de la médula renal. La nefrona filtra e intercambia agua y solutos con dos conjuntos de vasos sanguíneos y el líquido tisular de los riñones.

Hay tres pasos en la formación de la orina: filtración glomerular, que ocurre en el glomérulo; reabsorción tubular, que ocurre en los túbulos renales; y secreción tubular, que también ocurre en los túbulos renales.

Conexiones de arte

[enlace] ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el riñón es falsa?

  1. La pelvis renal drena hacia el uréter.
  2. Las pirámides renales se encuentran en la médula.
  3. La corteza cubre la cápsula.
  4. Las nefronas se encuentran en la corteza renal.

[enlace] C

[enlace] ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la nefrona es falsa?

  1. El conducto colector desemboca en el túbulo contorneado distal.
  2. La cápsula de Bowman rodea el glomérulo.
  3. El asa de Henle se encuentra entre los túbulos contorneados proximales y distales.
  4. El asa de Henle desemboca en el túbulo contorneado distal.

[enlace] A

[link] Los diuréticos de asa son medicamentos que a veces se usan para tratar la hipertensión. Estos fármacos inhiben la reabsorción de Na+ y Cl- iones por la rama ascendente del asa de Henle. ¿Por qué crees que es así?

[link] Los diuréticos de asa disminuyen la excreción de sal en la médula renal, reduciendo así su osmolalidad. Como resultado, la rama descendente excreta menos agua en la médula y más agua se excreta en forma de orina.

Preguntas de revisión

La mácula densa es / son:

  1. presente en la médula renal.
  2. tejido denso presente en la capa externa del riñón.
  3. células presentes en el DCT y túbulos colectores.
  4. presente en los capilares sanguíneos.

C

La osmolaridad de los fluidos corporales se mantiene en ________.

  1. 100 mOsm
  2. 300 mOsm
  3. 1000 mOsm
  4. no se mantiene constantemente

B

La glándula ubicada en la parte superior del riñón es la glándula ________.

  1. suprarrenal
  2. pituitaria
  3. tiroides
  4. timo

A

Respuesta libre

¿Por qué el asa de Henle y los vasa recta son importantes para la formación de orina concentrada?

El asa de Henle es parte del túbulo renal que se enrosca en la médula renal. En el asa de Henle, el filtrado intercambia solutos y agua con la médula renal y los vasos rectos (la red capilar peritubular). Los vasa recta actúan como intercambiador de contracorriente. Los riñones mantienen la osmolalidad del resto del cuerpo a 300 mOsm constantes al concentrar el filtrado a medida que pasa a través del asa de Henle.

Describe la estructura del riñón.

Externamente, los riñones están rodeados por tres capas. Internamente, el riñón tiene tres regiones: una corteza externa, una médula en el medio y la pelvis renal en la región llamada hilio del riñón, que es la parte cóncava de la forma de "frijol".

Glosario

arteriola aferente
arteriola que se ramifica desde la arteria radiada cortical y entra en el glomérulo
arteria arqueada
arteria que se ramifica desde la arteria interlobar y se arquea sobre la base de las pirámides renales
extremidad ascendente
parte del asa de Henle que asciende desde la médula renal hasta la corteza renal
la cápsula de Bowman
estructura que encierra el glomérulo
cáliz
estructura que conecta la pelvis renal con la médula renal
corteza (animal)
capa externa de un órgano como el riñón o la glándula suprarrenal
nefrona cortical
nefrona que se encuentra en la corteza renal
arteria irradiada cortical
arteria que irradia desde las arterias arqueadas hacia la corteza renal
intercambiador de contracorriente
Red capilar peritubular que permite el intercambio de solutos y agua de los túbulos renales.
multiplicador de contracorriente
gradiente osmótico en la médula renal que es responsable de la concentración de orina
extremidad descendente
parte del asa de Henle que desciende desde la corteza renal hasta la médula renal
túbulo contorneado distal (DCT)
parte del túbulo renal que está más distante del glomérulo
arteriola eferente
arteriola que sale del glomérulo
filtración glomerular
filtración de sangre en la red capilar glomerular hacia el glomérulo
tasa de filtración glomerular (TFG)
cantidad de filtrado formado por el glomérulo por minuto
glomérulo (renal)
parte del corpúsculo renal que contiene la red capilar
hilio
región de la pelvis renal donde los vasos sanguíneos, los nervios y los uréteres se agrupan antes de entrar o salir del riñón
vena cava inferior
una de las principales venas del cuerpo humano
arteria interlobar
arteria que se ramifica desde la arteria segmentaria y viaja entre los lóbulos renales
célula yuxtaglomerular
Célula en las arteriolas aferentes y eferentes que responde a los estímulos de la mácula densa.
nefrona yuxtamedular
nefrona que se encuentra en la corteza pero cerca de la médula renal
riñón
órgano que realiza funciones excretoras y osmorreguladoras
lóbulos del riñón
pirámide renal junto con la región cortical adyacente
asa de Henle
parte del túbulo renal que se enrosca en la médula renal
macula densa
grupo de células que detecta cambios en la concentración de iones de sodio; Presente en partes del túbulo renal y los conductos colectores.
médula
capa media de un órgano como el riñón o la glándula suprarrenal
nefrona
unidad funcional del riñón
cápsula de grasa perirrenal
capa de grasa que suspende los riñones
red capilar peritubular
red capilar que rodea el túbulo renal después de que la arteria eferente sale del glomérulo
túbulo contorneado proximal (PCT)
parte del túbulo renal que se encuentra cerca del glomérulo
arteria renal
rama de la arteria que ingresa al riñón
cápsula renal
capa que encapsula los riñones
columna renal
Área del riñón a través de la cual viajan las arterias interlobares en el proceso de suministrar sangre a los lóbulos renales.
corpúsculo renal
glomérulo y la cápsula de Bowman juntos
fascia renal
tejido conectivo que sostiene los riñones
pelvis renal
región en el riñón donde los cálices se unen a los uréteres
pirámide renal
estructura cónica en la médula renal
túbulo renal
túbulo de la nefrona que surge del glomérulo
vena renal
rama de una vena que sale del riñón y se une a la vena cava inferior
arteria segmentaria
arteria que se ramifica desde la arteria renal
transporte máximo
cantidad máxima de soluto que se puede transportar fuera de los túbulos renales durante la reabsorción
reabsorción tubular
Recuperación de agua y solutos que se filtraron en el glomérulo.
secreción tubular
proceso de secreción de desechos que no se reabsorben
uréter
tubo portador de orina que sale del riñón; lleva orina a la vejiga
vejiga urinaria
estructura en la que los uréteres vacían la orina; almacena orina
orina
filtrado producido por los riñones que se excreta del cuerpo
vasa recta
red peritubular que rodea el asa de Henle de las nefronas yuxtamedulares

los riñones , ilustrados en la figura 22.4, son un par de estructuras en forma de frijol que se encuentran justo debajo y detrás del hígado en la cavidad peritoneal. Las glándulas suprarrenales se encuentran encima de cada riñón y también se denominan glándulas suprarrenales. Los riñones filtran la sangre y la purifican. Toda la sangre del cuerpo humano es filtrada muchas veces al día por los riñones, estos órganos utilizan casi el 25 por ciento del oxígeno absorbido a través de los pulmones para realizar esta función. El oxígeno permite que las células renales fabriquen eficientemente energía química en forma de ATP a través de la respiración aeróbica. El filtrado que sale de los riñones se llama orina .

Figura 22.4. Los riñones filtran la sangre y producen orina que se almacena en la vejiga antes de su eliminación a través de la uretra. (crédito: modificación del trabajo por el NCI)


Estructura del riñón

Externamente, los riñones están rodeados por tres capas, como se ilustra en la figura 22.5. La capa más externa es una capa de tejido conectivo resistente llamada fascia renal . La segunda capa se llama cápsula de grasa perirrenal , que ayuda a anclar los riñones en su lugar. La tercera y más interna capa es la cápsula renal . Internamente, el riñón tiene tres regiones: una externa corteza , a médula en el medio, y el pelvis renal en la región llamada hilio del riñón. El hilio es la parte cóncava de la forma de frijol donde los vasos sanguíneos y los nervios entran y salen del riñón; también es el punto de salida de los uréteres. La corteza renal es granular debido a la presencia de nefronas —La unidad funcional del riñón. La médula consta de múltiples masas de tejido piramidal, llamadas pirámides renales . Entre las pirámides hay espacios llamados columnas renales a través del cual pasan los vasos sanguíneos. Las puntas de las pirámides, llamadas papilas renales, apuntan hacia la pelvis renal. Hay, en promedio, ocho pirámides renales en cada riñón. Las pirámides renales junto con la región cortical adyacente se denominan lóbulos del riñón . La pelvis renal conduce a la uréter en el exterior del riñón. En el interior del riñón, la pelvis renal se ramifica en dos o tres extensiones llamadas principales cálices , que luego se ramifican en los cálices menores. Los uréteres son conductos portadores de orina que salen del riñón y se vacían en el vejiga urinaria .

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el riñón es falsa?

  1. La pelvis renal drena hacia el uréter.
  2. Las pirámides renales se encuentran en la médula.
  3. La corteza cubre la cápsula.
  4. Las nefronas se encuentran en la corteza renal.

Debido a que el riñón filtra la sangre, su red de vasos sanguíneos es un componente importante de su estructura y función. Las arterias, venas y nervios que irrigan el riñón entran y salen por el hilio renal. El riego sanguíneo renal comienza con la ramificación de la aorta hacia el arterias renales (que se nombran cada uno según la región del riñón por la que pasan) y termina con la salida del venas renales para unirse al vena cava inferior . Las arterias renales se dividen en varios arterias segmentarias al entrar en los riñones. Cada arteria segmentaria se divide en varios arterias interlobares y entra en las columnas renales, que irrigan los lóbulos renales. Las arterias interlobares se dividen en la unión de la corteza renal y la médula para formar la arterias arqueadas . Las arterias arqueadas en forma de arco forman arcos a lo largo de la base de las pirámides medulares. Cortical irradiar arterias , como su nombre indica, irradian desde las arterias arqueadas. Las arterias corticales irradiadas se ramifican en numerosas arteriolas aferentes y luego entran en los capilares que irrigan las nefronas. Las venas trazan el camino de las arterias y tienen nombres similares, excepto que no hay venas segmentarias.

Como se mencionó anteriormente, la unidad funcional del riñón es la nefrona, ilustrada en la figura 22.6. Cada riñón está formado por más de un millón de nefronas que salpican la corteza renal, lo que le da una apariencia granular cuando se secciona sagitalmente. Hay dos tipos de nefronas: nefronas corticales (85 por ciento), que se encuentran en lo profundo de la corteza renal, y nefronas yuxtamedulares (15 por ciento), que se encuentran en la corteza renal cerca de la médula renal. Una nefrona consta de tres partes: una corpúsculo renal , a túbulo renal y la red capilar asociada, que se origina en las arterias radiadas corticales.

Figura 22.6. La nefrona es la unidad funcional del riñón. El glomérulo y los túbulos contorneados se encuentran en la corteza renal, mientras que los conductos colectores se encuentran en las pirámides de la médula. (crédito: modificación del trabajo por NIDDK)

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la nefrona es falsa?

  1. El conducto colector desemboca en el túbulo contorneado distal.
  2. La cápsula de Bowman rodea el glomérulo.
  3. El asa de Henle se encuentra entre los túbulos contorneados proximales y distales.
  4. El asa de Henle desemboca en el túbulo contorneado distal.

Conexión de arte

La nefrona es la unidad funcional del riñón. El glomérulo y los túbulos contorneados se encuentran en la corteza renal, mientras que los conductos colectores se encuentran en las pirámides de la médula. (crédito: modificación del trabajo por NIDDK)

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la nefrona es falsa?

  1. El conducto colector desemboca en el túbulo contorneado distal.
  2. La cápsula de Bowman rodea el glomérulo.
  3. El asa de Henle se encuentra entre los túbulos contorneados proximales y distales.
  4. El asa de Henle desemboca en el túbulo contorneado distal.

Filtración glomerular

La filtración glomerular filtra la mayoría de los solutos debido a la presión arterial alta y membranas especializadas en la arteriola aferente. La presión arterial en el glomérulo se mantiene independientemente de los factores que afectan la presión arterial sistémica. Las conexiones "con fugas" entre las células endoteliales de la red capilar glomerular permiten que los solutos pasen fácilmente. Todos los solutos en los capilares glomerulares, excepto las macromoléculas como proteínas, pasan por difusión pasiva. No hay requisitos de energía en esta etapa del proceso de filtración. Tasa de filtración glomerular (TFG) es el volumen de filtrado glomerular formado por minuto por los riñones. La TFG está regulada por múltiples mecanismos y es un indicador importante de la función renal.

Enlace al aprendizaje

Para obtener más información sobre el sistema vascular de los riñones, haga clic en esta revisión y los pasos del flujo sanguíneo.


41.2: Los riñones y los órganos osmorreguladores - Biología

En esta sección, explorará las siguientes preguntas:

  • ¿Cómo se relaciona la estructura de los riñones con su función como los principales órganos osmorreguladores en los sistemas de los mamíferos?
  • ¿Cómo es la nefrona la unidad funcional del riñón y cómo filtra activamente la sangre y genera orina?
  • ¿Cuáles son las funciones de la filtración glomerular, la reabsorción tubular y la secreción tubular en la formación de orina?

Conexión para cursos AP y # 174

Gran parte de la información de esta sección está fuera del alcance de AP & # 174. Aunque el plan de estudios no requiere que tenga un conocimiento detallado sobre la estructura y fisiología de los riñones, aprender cómo filtramos la sangre para eliminar los desechos y, al mismo tiempo, retener agua vital y otras sustancias, brinda la oportunidad de aplicar conceptos que hemos explorado anteriormente. La falta de función renal puede tener efectos perjudiciales para nuestra salud.

En coordinación con los sistemas circulatorio y endocrino, el sistema excretor humano cumple varias funciones: excreción de desechos metabólicos, mantenimiento del equilibrio agua-sal (osmorregulación), mantenimiento del equilibrio del pH y producción de hormonas. Los órganos del sistema son los riñones, los uréteres, la vejiga urinaria y la uretra. Las células especializadas del riñón llamadas nefronas (que no deben confundirse con las neuronas del sistema nervioso) están estrechamente asociadas con los capilares. La formación de orina por las nefronas implica tres pasos: filtración, en la que el agua, los nutrientes y los desechos pasan de la sangre a la reabsorción de la nefrona, en la que los nutrientes como la glucosa y la mayor parte del agua se reabsorben de nuevo en la sangre y la secreción, en la que los desechos adicionales y Se añaden H + a la orina para mantener el pH homeostático. Los procesos de difusión, ósmosis y transporte activo aseguran que la orina excretada del cuerpo sea hipertónica, evitando así la deshidratación. Por ejemplo, el agua se reabsorbe a través de los túbulos de la nefrona hacia los capilares mediante ósmosis, y en otra parte del túbulo (asa ascendente de Henle), el Na + y el Cl & # 8211 se transportan activamente al líquido intersticial.

La información presentada y los ejemplos resaltados en la sección apoyan los conceptos descritos en la Gran Idea 4 del Marco del Currículo de Biología AP & # 174. Los objetivos de aprendizaje AP & # 174 enumerados en el marco curricular proporcionan una base transparente para el curso de biología AP & # 174, una experiencia de laboratorio basada en la investigación, actividades de instrucción y preguntas del examen AP & # 174. Un objetivo de aprendizaje fusiona el contenido requerido con una o más de las siete prácticas científicas.

Gran idea 4 Los sistemas biológicos interactúan y estos sistemas y sus interacciones poseen propiedades complejas.

Comprensión duradera 4.A Las interacciones dentro de los sistemas biológicos conducen a propiedades complejas.

Conocimiento esencial 4.A.4 Los organismos exhiben propiedades complejas debido a las interacciones entre sus partes constituyentes.
Práctica de la ciencia 6.4 El estudiante puede hacer afirmaciones y predicciones sobre fenómenos naturales basados ​​en teorías y modelos científicos.
Objetivo de aprendizaje 4.9 El estudiante es capaz de predecir los efectos de un cambio en el (los) componente (s) de un sistema biológico sobre la funcionalidad de un organismo (s).
Conocimiento esencial 4.A.4 Los organismos exhiben propiedades complejas debido a las interacciones entre sus partes constituyentes.
Práctica de la ciencia 1.3 El estudiante puede refinar representaciones y modelos de fenómenos y sistemas naturales o creados por el hombre en el dominio.
Objetivo de aprendizaje 4.10 El alumno es capaz de refinar representaciones y modelos para ilustrar la biocomplejidad debida a las interacciones de las partes constituyentes.

Comprensión duradera 4.B La competencia y la cooperación son aspectos importantes de los sistemas biológicos.

Conocimiento esencial 4.B.2 Las interacciones cooperativas dentro de los organismos promueven la eficiencia en el uso de energía y materia.
Práctica de la ciencia 1.4 El alumno puede utilizar representaciones y modelos para analizar situaciones o resolver problemas de forma cualitativa y cuantitativa.
Objetivo de aprendizaje 4.18 El estudiante puede usar representaciones y modelos para analizar cómo las interacciones de cooperación dentro de los organismos promueven la eficiencia en el uso de la energía y la materia.

Aunque los riñones son el principal órgano osmorregulador, la piel y los pulmones también juegan un papel en el proceso. El agua y los electrolitos se pierden a través de las glándulas sudoríparas de la piel, lo que ayuda a hidratar y enfriar la superficie de la piel, mientras que los pulmones expulsan una pequeña cantidad de agua en forma de secreciones mucosas y mediante la evaporación del vapor de agua.

Riñones: el principal órgano osmorregulador

los riñones, ilustradas en [enlace], son un par de estructuras en forma de frijol que se encuentran justo debajo y detrás del hígado en la cavidad peritoneal. Las glándulas suprarrenales se encuentran encima de cada riñón y también se denominan glándulas suprarrenales. Los riñones filtran la sangre y la purifican. Toda la sangre del cuerpo humano es filtrada muchas veces al día por los riñones, estos órganos utilizan casi el 25 por ciento del oxígeno absorbido a través de los pulmones para realizar esta función. El oxígeno permite que las células renales fabriquen eficientemente energía química en forma de ATP a través de la respiración aeróbica. El filtrado que sale de los riñones se llama orina.

Los riñones filtran la sangre y producen orina que se almacena en la vejiga antes de su eliminación a través de la uretra. (crédito: modificación del trabajo por el NCI)

Estructura del riñón

Externamente, los riñones están rodeados por tres capas, ilustradas en [enlace]. La capa más externa es una capa de tejido conectivo resistente llamada fascia renal. La segunda capa se llama cápsula de grasa perirrenal, que ayuda a anclar los riñones en su lugar. La tercera y más interna capa es la cápsula renal. Internamente, el riñón tiene tres regiones y una externa corteza, a médula en el medio, y el pelvis renal en la región llamada hilio del riñón. El hilio es la parte cóncava de la forma de frijol donde los vasos sanguíneos y los nervios entran y salen del riñón; también es el punto de salida de los uréteres. La corteza renal es granular debido a la presencia de nefronas& # 8212la unidad funcional del riñón. La médula consta de múltiples masas de tejido piramidal, llamadas pirámides renales. Entre las pirámides hay espacios llamados columnas renales a través del cual pasan los vasos sanguíneos. Las puntas de las pirámides, llamadas papilas renales, apuntan hacia la pelvis renal. Hay, en promedio, ocho pirámides renales en cada riñón. Las pirámides renales junto con la región cortical contigua se denominan lóbulos del riñón. La pelvis renal conduce a la uréter en el exterior del riñón. En el interior del riñón, la pelvis renal se ramifica en dos o tres extensiones llamadas principales cálices, que luego se ramifican en los cálices menores. Los uréteres son conductos portadores de orina que salen del riñón y se vacían en el vejiga urinaria.

Debido a que el riñón filtra la sangre, su red de vasos sanguíneos es un componente importante de su estructura y función. Las arterias, venas y nervios que irrigan el riñón entran y salen por el hilio renal. El riego sanguíneo renal comienza con la ramificación de la aorta hacia el arterias renales (que se nombran cada uno según la región del riñón por la que pasan) y termina con la salida del venas renales para unirse al vena cava inferior. Las arterias renales se dividen en varios arterias segmentarias al entrar en los riñones. Cada arteria segmentaria se divide en varios arterias interlobares y entra en las columnas renales, que irrigan los lóbulos renales. Las arterias interlobares se dividen en la unión de la corteza renal y la médula para formar la arterias arqueadas. Las arterias arqueadas & # 8220 en forma de arco & # 8221 forman arcos a lo largo de la base de las pirámides medulares. Cortical irradiar arterias, como su nombre indica, irradian desde las arterias arqueadas. Las arterias corticales irradiadas se ramifican en numerosas arteriolas aferentes y luego entran en los capilares que irrigan las nefronas. Las venas trazan el camino de las arterias y tienen nombres similares, excepto que no hay venas segmentarias.

Como se mencionó anteriormente, la unidad funcional del riñón es la nefrona, ilustrada en [enlace]. Cada riñón está formado por más de un millón de nefronas que salpican la corteza renal, lo que le da una apariencia granular cuando se secciona sagitalmente. Hay dos tipos de nefronas & # 8212nefronas corticales (85 por ciento), que se encuentran en lo profundo de la corteza renal, y nefronas yuxtamedulares (15 por ciento), que se encuentran en la corteza renal cerca de la médula renal. Una nefrona consta de tres partes & # 8212a corpúsculo renal, a túbulo renaly la red capilar asociada, que se origina en las arterias radiadas corticales.

Corpúsculo renal

El corpúsculo renal, ubicado en la corteza renal, está formado por una red de capilares conocida como glomérulo y la cápsula, una cámara en forma de copa que la rodea, llamada glomerular o la cápsula de Bowman.

Túbulo renal

El túbulo renal es una estructura larga y contorneada que emerge del glomérulo y se puede dividir en tres partes según su función. La primera parte se llama túbulo contorneado proximal (PCT) debido a su proximidad al glomérulo permanece en la corteza renal. La segunda parte se llama asa de Henle, o bucle nefrítico, porque forma un bucle (con descendente y extremidades ascendentes) que atraviesa la médula renal. La tercera parte del túbulo renal se llama túbulo contorneado distal (DCT) y esta parte también está restringida a la corteza renal. El DCT, que es la última parte de la nefrona, conecta y vacía su contenido en los conductos colectores que recubren las pirámides medulares. Los conductos colectores acumulan el contenido de múltiples nefronas y se fusionan cuando entran en las papilas de la médula renal.

Red capilar dentro de la nefrona

La red capilar que se origina en las arterias renales suministra a la nefrona sangre que necesita ser filtrada.La rama que entra en el glomérulo se llama arteriola aferente. La rama que sale del glomérulo se llama arteriola eferente. Dentro del glomérulo, la red de capilares se denomina lecho capilar glomerular. Una vez que la arteriola eferente sale del glomérulo, forma la red capilar peritubular, que rodea e interactúa con partes del túbulo renal. En las nefronas corticales, la red capilar peritubular rodea la PCT y la DCT. En las nefronas yuxtamedulares, la red capilar peritubular forma una red alrededor del asa de Henle y se llama vasa recta.

Vaya a este sitio web para ver otra sección coronal del riñón y explorar una animación del funcionamiento de las nefronas.

Función y fisiología renal

Los riñones filtran la sangre en un proceso de tres pasos. Primero, las nefronas filtran la sangre que corre a través de la red capilar en el glomérulo. Casi todos los solutos, excepto las proteínas, se filtran hacia el glomérulo mediante un proceso llamado filtración glomerular. En segundo lugar, el filtrado se recoge en los túbulos renales. La mayoría de los solutos se reabsorben en el PCT mediante un proceso llamado reabsorción tubular. En el asa de Henle, el filtrado continúa intercambiando solutos y agua con la médula renal y la red capilar peritubular. El agua también se reabsorbe durante este paso. Luego, se secretan solutos y desechos adicionales en los túbulos renales durante secreción tubular, que es, en esencia, el proceso opuesto a la reabsorción tubular. Los conductos colectores recogen el filtrado procedente de las nefronas y se fusionan en las papilas medulares. Desde aquí, las papilas llevan el filtrado, ahora llamado orina, a los cálices menores que finalmente se conectan a los uréteres a través de la pelvis renal. Todo este proceso se ilustra en [enlace].

Cada parte de la nefrona realiza una función diferente al filtrar los desechos y mantener el equilibrio homeostático. (1) El glomérulo expulsa pequeños solutos de la sangre mediante la presión. (2) El túbulo contorneado proximal reabsorbe iones, agua y nutrientes del filtrado al líquido intersticial y transporta activamente toxinas y fármacos del líquido intersticial al filtrado. El túbulo contorneado proximal también ajusta el pH sanguíneo secretando selectivamente amoníaco (NH3) en el filtrado, donde reacciona con H + para formar NH4 +. Cuanto más ácido es el filtrado, más amoniaco se secreta. (3) El bucle descendente de Henle está revestido con células que contienen acuaporinas que permiten que el agua pase del filtrado al líquido intersticial. (4) En la parte delgada del asa ascendente de Henle, los iones Na + y Cl & # 8211 se difunden en el líquido intersticial. En la parte gruesa, estos mismos iones se transportan activamente al líquido intersticial. Debido a que se pierde sal pero no agua, el filtrado se vuelve más diluido a medida que sube por la rama. (5) En el túbulo contorneado distal, los iones K + y H + se secretan selectivamente en el filtrado, mientras que Na +, Cl & # 8211 y HCO3 & # 8211 Los iones se reabsorben para mantener el pH y el equilibrio de electrolitos en la sangre. (6) El conducto colector reabsorbe los solutos y el agua del filtrado, formando orina diluida. (crédito: modificación del trabajo por NIDDK)

Filtración glomerular

La filtración glomerular filtra la mayoría de los solutos debido a la presión arterial alta y membranas especializadas en la arteriola aferente. La presión arterial en el glomérulo se mantiene independientemente de los factores que afectan la presión arterial sistémica. Las conexiones & # 8220 con fugas & # 8221 entre las células endoteliales de la red capilar glomerular permiten que los solutos pasen fácilmente. Todos los solutos en los capilares glomerulares, excepto las macromoléculas como proteínas, pasan por difusión pasiva. No hay requisitos de energía en esta etapa del proceso de filtración. Tasa de filtración glomerular (TFG) es el volumen de filtrado glomerular formado por minuto por los riñones. La TFG está regulada por múltiples mecanismos y es un indicador importante de la función renal.

Para obtener más información sobre el sistema vascular de los riñones, haga clic en esta revisión y los pasos del flujo sanguíneo.

Reabsorción y secreción tubular

La reabsorción tubular ocurre en la parte PCT del túbulo renal. Casi todos los nutrientes se reabsorben, y esto ocurre por transporte pasivo o activo. La reabsorción de agua y algunos electrolitos clave está regulada y puede verse influenciada por hormonas. El sodio (Na +) es el ion más abundante y la mayor parte se reabsorbe por transporte activo y luego se transporta a los capilares peritubulares. Debido a que el Na + se transporta activamente fuera del túbulo, el agua lo sigue para nivelar la presión osmótica. El agua también se reabsorbe de forma independiente en los capilares peritubulares debido a la presencia de acuaporinas, o canales de agua, en el PCT. Esto ocurre debido a la presión arterial baja y la presión osmótica alta en los capilares peritubulares. Sin embargo, cada soluto tiene un transporte máximo y el exceso no se reabsorbe.

En el asa de Henle, la permeabilidad de la membrana cambia. La rama descendente es permeable al agua, no a los solutos, lo contrario ocurre con la rama ascendente. Además, el asa de Henle invade la médula renal, que es naturalmente alta en concentración de sal y tiende a absorber agua del túbulo renal y concentrar el filtrado. El gradiente osmótico aumenta a medida que se adentra más en la médula. Debido a que dos lados del bucle de Henle realizan funciones opuestas, como se ilustra en [enlace], actúa como un multiplicador de contracorriente. Los vasa recta que lo rodean actúan como intercambiador de contracorriente.

El bucle de Henle actúa como un multiplicador de contracorriente que utiliza energía para crear gradientes de concentración. La rama descendente es permeable al agua. El agua fluye desde el filtrado al líquido intersticial, por lo que la osmolalidad dentro de la extremidad aumenta a medida que desciende hacia la médula renal. En la parte inferior, la osmolalidad es mayor dentro del asa que en el líquido intersticial. Así, cuando el filtrado entra en la rama ascendente, los iones Na + y Cl & # 8211 salen a través de los canales iónicos presentes en la membrana celular. Más arriba, Na + se transporta activamente fuera del filtrado y sigue Cl & # 8211. La osmolaridad se expresa en miliosmoles por litro (mOsm / L). iones + y Cl & # 8211 por la rama ascendente del asa de Henle. Un efecto secundario es que aumentan la micción. ¿Por qué crees que es así?

Cuando el filtrado llega a la DCT, la mayor parte de la orina y los solutos se han reabsorbido. Si el cuerpo requiere agua adicional, toda ella puede reabsorberse en este punto. La reabsorción adicional está controlada por hormonas, que se analizarán en una sección posterior. La excreción de desechos se produce debido a la falta de reabsorción combinada con la secreción tubular. Los productos indeseables como los desechos metabólicos, la urea, el ácido úrico y ciertos medicamentos se excretan por secreción tubular. La mayor parte de la secreción tubular ocurre en el DCT, pero algo ocurre en la parte inicial del conducto colector. Los riñones también mantienen un equilibrio ácido-base al secretar un exceso de iones H +.

Aunque las partes de los túbulos renales se denominan proximal y distal, en una sección transversal del riñón, los túbulos se colocan juntos y en contacto entre sí y con el glomérulo. Esto permite el intercambio de mensajeros químicos entre los diferentes tipos de células. Por ejemplo, la rama ascendente DCT del asa de Henle tiene masas de células llamadas macula densa, que están en contacto con células de las arteriolas aferentes llamadas células yuxtaglomerulares. Juntas, la mácula densa y las células yuxtaglomerulares forman el complejo yuxtaglomerular (JGC). El JGC es una estructura endocrina que secreta la enzima renina y la hormona eritropoyetina. Cuando las hormonas activan las células de la mácula densa en el DCT debido a variaciones en el volumen sanguíneo, la presión arterial o el equilibrio electrolítico, estas células pueden comunicar inmediatamente el problema a los capilares de las arteriolas aferentes y eferentes, que pueden contraerse o relajarse para cambiar el glomerular. tasa de filtración de los riñones.

Nefrólogo Un nefrólogo estudia y se ocupa de las enfermedades de los riñones, tanto las que causan insuficiencia renal (como la diabetes) como las enfermedades producidas por la enfermedad renal (como la hipertensión). La presión arterial, el volumen sanguíneo y los cambios en el equilibrio de electrolitos son competencia de un nefrólogo.

Los nefrólogos suelen trabajar con otros médicos que les remiten pacientes o les consultan sobre diagnósticos y planes de tratamiento específicos. Los pacientes suelen ser remitidos a un nefrólogo por síntomas como sangre o proteínas en la orina, presión arterial muy alta, cálculos renales o insuficiencia renal.

La nefrología es una subespecialidad de la medicina interna. Para convertirse en nefrólogo, a la escuela de medicina le sigue una capacitación adicional para obtener la certificación en medicina interna. Se dedican dos o más años adicionales al estudio específico de los trastornos renales y los efectos que los acompañan en el cuerpo.

¿Qué adaptaciones especiales tienen los órganos del sistema excretor para la excreción de desechos? Los diuréticos de asa son fármacos que a veces se utilizan para tratar la hipertensión (presión arterial alta). Estos fármacos inhiben la reabsorción de iones Na + y Cl & # 8211 por la rama ascendente del asa de Henle en la nefrona. Un efecto secundario es que aumentan la micción. ¿Por qué crees que es así?

La Pregunta 1 es una aplicación del Objetivo de Aprendizaje 4.18 de AP & # 174 y la Práctica de Ciencias 1.4 porque los estudiantes están describiendo cómo los órganos del sistema excretor trabajan juntos para proporcionar la osmorregulación y la eliminación de desechos metabólicos. La pregunta 2 es una aplicación del objetivo de aprendizaje 4.9 de AP & # 174 y la práctica de ciencias 6.4 porque los estudiantes están haciendo una predicción sobre cómo un cambio en la fisiología de la nefrona puede afectar la fisiología general del cuerpo.

Resumen de la sección

Los riñones son los principales órganos osmorreguladores en los sistemas de los mamíferos; funcionan para filtrar la sangre y mantener la osmolaridad de los fluidos corporales a 300 mOsm. Están rodeados por tres capas y están formados internamente por tres regiones distintas: la corteza, la médula y la pelvis.

Los vasos sanguíneos que transportan sangre hacia y desde los riñones surgen y se fusionan con la aorta y la vena cava inferior, respectivamente. Las arterias renales se ramifican desde la aorta y entran en el riñón donde se dividen en arterias segmentarias, interlobares, arqueadas y corticales radiadas.

La nefrona es la unidad funcional del riñón, que filtra activamente la sangre y genera orina. La nefrona está formada por el corpúsculo renal y el túbulo renal. Las nefronas corticales se encuentran en la corteza renal, mientras que las nefronas yuxtamedulares se encuentran en la corteza renal cerca de la médula renal. La nefrona filtra e intercambia agua y solutos con dos conjuntos de vasos sanguíneos y el líquido tisular de los riñones.

Hay tres pasos en la formación de la orina: la filtración glomerular, que ocurre en el glomérulo, la reabsorción tubular, que ocurre en los túbulos renales y la secreción tubular, que también ocurre en los túbulos renales.


216 Los riñones y los órganos osmorreguladores

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Explicar cómo los riñones sirven como los principales órganos osmorreguladores en los sistemas de los mamíferos.
  • Describir la estructura de los riñones y las funciones de las partes del riñón.
  • Describir cómo la nefrona es la unidad funcional del riñón y explicar cómo filtra activamente la sangre y genera orina.
  • Detallar los tres pasos en la formación de orina: filtración glomerular, reabsorción tubular y secreción tubular.

Aunque los riñones son el principal órgano osmorregulador, la piel y los pulmones también juegan un papel en el proceso. El agua y los electrolitos se pierden a través de las glándulas sudoríparas de la piel, lo que ayuda a hidratar y enfriar la superficie de la piel, mientras que los pulmones expulsan una pequeña cantidad de agua en forma de secreciones mucosas y mediante la evaporación del vapor de agua.

Riñones: el principal órgano osmorregulador

Los riñones, ilustrados en la (Figura), son un par de estructuras en forma de frijol que se encuentran justo debajo y detrás del hígado en la cavidad peritoneal. Las glándulas suprarrenales se encuentran encima de cada riñón y también se denominan glándulas suprarrenales. Los riñones filtran la sangre y la purifican. Toda la sangre del cuerpo humano es filtrada muchas veces al día por los riñones, estos órganos utilizan casi el 25 por ciento del oxígeno absorbido a través de los pulmones para realizar esta función. El oxígeno permite que las células renales fabriquen eficientemente energía química en forma de ATP a través de la respiración aeróbica. El filtrado que sale de los riñones se llama orina.


Estructura del riñón

Externamente, los riñones están rodeados por tres capas, ilustradas en la (Figura). La capa más externa es una capa de tejido conectivo resistente llamada fascia renal. La segunda capa se llama cápsula de grasa perirrenal, que ayuda a anclar los riñones en su lugar. La tercera y más interna capa es la cápsula renal. Internamente, el riñón tiene tres regiones: una corteza externa, una médula en el medio y la pelvis renal en la región llamada hilio del riñón. El hilio es la parte cóncava de la forma de frijol donde los vasos sanguíneos y los nervios entran y salen del riñón; también es el punto de salida de los uréteres. La corteza renal es granular debido a la presencia de nefronas, la unidad funcional del riñón. La médula consta de múltiples masas de tejido piramidales, llamadas pirámides renales. Entre las pirámides hay espacios llamados columnas renales a través de los cuales pasan los vasos sanguíneos. Las puntas de las pirámides, llamadas papilas renales, apuntan hacia la pelvis renal. Hay, en promedio, ocho pirámides renales en cada riñón. Las pirámides renales junto con la región cortical adyacente se denominan lóbulos del riñón. La pelvis renal conduce al uréter en la parte exterior del riñón. En el interior del riñón, la pelvis renal se ramifica en dos o tres extensiones llamadas cálices mayores, que luego se ramifican en los cálices menores. Los uréteres son conductos portadores de orina que salen del riñón y desembocan en la vejiga urinaria.


¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el riñón es falsa?

  1. La pelvis renal drena hacia el uréter.
  2. Las pirámides renales se encuentran en la médula.
  3. La corteza cubre la cápsula.
  4. Las nefronas se encuentran en la corteza renal.

Debido a que el riñón filtra la sangre, su red de vasos sanguíneos es un componente importante de su estructura y función. Las arterias, venas y nervios que irrigan el riñón entran y salen por el hilio renal. El riego sanguíneo renal comienza con la ramificación de la aorta hacia las arterias renales (cada una de las cuales recibe su nombre en función de la región del riñón por la que pasan) y termina con la salida de las venas renales para unirse a la vena cava inferior. Las arterias renales se dividen en varias arterias segmentarias al entrar en los riñones. Cada arteria segmentaria se divide aún más en varias arterias interlobares y entra en las columnas renales, que irrigan los lóbulos renales. Las arterias interlobares se dividen en la unión de la corteza renal y la médula para formar las arterias arqueadas. Las arterias arqueadas en forma de arco forman arcos a lo largo de la base de las pirámides medulares. Las arterias corticales irradiadas, como su nombre indica, se irradian desde las arterias arqueadas. Las arterias corticales irradiadas se ramifican en numerosas arteriolas aferentes y luego entran en los capilares que irrigan las nefronas. Las venas trazan el camino de las arterias y tienen nombres similares, excepto que no hay venas segmentarias.

Como se mencionó anteriormente, la unidad funcional del riñón es la nefrona, ilustrada en la (Figura). Cada riñón está formado por más de un millón de nefronas que salpican la corteza renal, lo que le da una apariencia granular cuando se secciona sagitalmente. Hay dos tipos de nefronas: nefronas corticales (85 por ciento), que se encuentran en la profundidad de la corteza renal, y nefronas yuxtamedulares (15 por ciento), que se encuentran en la corteza renal cerca de la médula renal. Una nefrona consta de tres partes: un corpúsculo renal, un túbulo renal y la red capilar asociada, que se origina en las arterias radiadas corticales.


¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la nefrona es falsa?

  1. El conducto colector desemboca en el túbulo contorneado distal.
  2. La cápsula de Bowman rodea el glomérulo.
  3. El asa de Henle se encuentra entre los túbulos contorneados proximales y distales.
  4. El asa de Henle desemboca en el túbulo contorneado distal.

Corpúsculo renal

El corpúsculo renal, ubicado en la corteza renal, está formado por una red de capilares conocida como glomérulo y la cápsula, una cámara en forma de copa que lo rodea, llamada cápsula glomerular o de Bowman.

Túbulo renal

El túbulo renal es una estructura larga y contorneada que emerge del glomérulo y se puede dividir en tres partes según su función. La primera parte se llama túbulo contorneado proximal (PCT) debido a su proximidad al glomérulo que permanece en la corteza renal. La segunda parte se llama bucle de Henle, o bucle nefrítico, porque forma un bucle (con extremidades descendentes y ascendentes) que atraviesa la médula renal. La tercera parte del túbulo renal se denomina túbulo contorneado distal (DCT) y esta parte también está restringida a la corteza renal. El DCT, que es la última parte de la nefrona, conecta y vacía su contenido en los conductos colectores que recubren las pirámides medulares. Los conductos colectores acumulan el contenido de múltiples nefronas y se fusionan cuando entran en las papilas de la médula renal.

Red capilar dentro de la nefrona

La red capilar que se origina en las arterias renales suministra a la nefrona sangre que necesita ser filtrada. La rama que ingresa al glomérulo se llama arteriola aferente. La rama que sale del glomérulo se llama arteriola eferente. Dentro del glomérulo, la red de capilares se denomina lecho capilar glomerular. Una vez que la arteriola eferente sale del glomérulo, forma la red capilar peritubular, que rodea e interactúa con partes del túbulo renal. En las nefronas corticales, la red capilar peritubular rodea la PCT y la DCT. En las nefronas yuxtamedulares, la red capilar peritubular forma una red alrededor del asa de Henle y se denomina vasa recta.

Vaya a este sitio web para ver otra sección coronal del riñón y explorar una animación del funcionamiento de las nefronas.

Función y fisiología renal

Los riñones filtran la sangre en un proceso de tres pasos. Primero, las nefronas filtran la sangre que corre a través de la red capilar en el glomérulo. Casi todos los solutos, excepto las proteínas, se filtran hacia el glomérulo mediante un proceso llamado filtración glomerular. En segundo lugar, el filtrado se recoge en los túbulos renales. La mayoría de los solutos se reabsorben en el PCT mediante un proceso llamado reabsorción tubular. En el asa de Henle, el filtrado continúa intercambiando solutos y agua con la médula renal y la red capilar peritubular. El agua también se reabsorbe durante este paso. Luego, se secretan solutos y desechos adicionales en los túbulos renales durante la secreción tubular, que es, en esencia, el proceso opuesto a la reabsorción tubular.Los conductos colectores recogen el filtrado procedente de las nefronas y se fusionan en las papilas medulares. Desde aquí, las papilas llevan el filtrado, ahora llamado orina, a los cálices menores que finalmente se conectan a los uréteres a través de la pelvis renal. Todo este proceso se ilustra en la (Figura).


Filtración glomerular

La filtración glomerular filtra la mayoría de los solutos debido a la presión arterial alta y membranas especializadas en la arteriola aferente. La presión arterial en el glomérulo se mantiene independientemente de los factores que afectan la presión arterial sistémica. Las conexiones "con fugas" entre las células endoteliales de la red capilar glomerular permiten que los solutos pasen fácilmente. Todos los solutos en los capilares glomerulares, excepto las macromoléculas como proteínas, pasan por difusión pasiva. No hay requisitos de energía en esta etapa del proceso de filtración. La tasa de filtración glomerular (TFG) es el volumen de filtrado glomerular formado por minuto por los riñones. La TFG está regulada por múltiples mecanismos y es un indicador importante de la función renal.

Para obtener más información sobre el sistema vascular de los riñones, haga clic en esta revisión y los pasos del flujo sanguíneo.

Reabsorción y secreción tubular

La reabsorción tubular ocurre en la parte PCT del túbulo renal. Casi todos los nutrientes se reabsorben, y esto ocurre por transporte pasivo o activo. La reabsorción de agua y algunos electrolitos clave está regulada y puede verse influenciada por hormonas. El sodio (Na +) es el ion más abundante y la mayor parte se reabsorbe por transporte activo y luego se transporta a los capilares peritubulares. Debido a que el Na + se transporta activamente fuera del túbulo, el agua lo sigue para nivelar la presión osmótica. El agua también se reabsorbe de forma independiente en los capilares peritubulares debido a la presencia de acuaporinas, o canales de agua, en el PCT. Esto ocurre debido a la presión arterial baja y la presión osmótica alta en los capilares peritubulares. Sin embargo, cada soluto tiene un transporte máximo y el exceso no se reabsorbe.

En el asa de Henle, la permeabilidad de la membrana cambia. La rama descendente es permeable al agua, no a los solutos, lo contrario ocurre con la rama ascendente. Además, el asa de Henle invade la médula renal, que es naturalmente alta en concentración de sal y tiende a absorber agua del túbulo renal y concentrar el filtrado. El gradiente osmótico aumenta a medida que se adentra más en la médula. Debido a que dos lados del bucle de Henle realizan funciones opuestas, como se ilustra en la (Figura), actúa como un multiplicador de contracorriente. Los vasa recta que lo rodean actúan como intercambiador de contracorriente.


Los diuréticos de asa son fármacos que a veces se utilizan para tratar la hipertensión. Estos fármacos inhiben la reabsorción de iones Na + y Cl & # 8211 por la rama ascendente del asa de Henle. Un efecto secundario es que aumentan la micción. ¿Por qué crees que es así?

Cuando el filtrado llega a la DCT, la mayor parte de la orina y los solutos se han reabsorbido. Si el cuerpo requiere agua adicional, toda ella puede reabsorberse en este punto. La reabsorción adicional está controlada por hormonas, que se analizarán en una sección posterior. La excreción de desechos se produce debido a la falta de reabsorción combinada con la secreción tubular. Los productos indeseables como los desechos metabólicos, la urea, el ácido úrico y ciertos medicamentos se excretan por secreción tubular. La mayor parte de la secreción tubular ocurre en el DCT, pero algo ocurre en la parte inicial del conducto colector. Los riñones también mantienen un equilibrio ácido-base al secretar un exceso de iones H +.

Aunque las partes de los túbulos renales se denominan proximal y distal, en una sección transversal del riñón, los túbulos se colocan juntos y en contacto entre sí y con el glomérulo. Esto permite el intercambio de mensajeros químicos entre los diferentes tipos de células. Por ejemplo, la rama ascendente DCT del asa de Henle tiene masas de células llamadas mácula densa, que están en contacto con células de las arteriolas aferentes llamadas células yuxtaglomerulares. Juntas, la mácula densa y las células yuxtaglomerulares forman el complejo yuxtaglomerular (JGC). El JGC es una estructura endocrina que secreta la enzima renina y la hormona eritropoyetina. Cuando las hormonas activan las células de la mácula densa en el DCT debido a variaciones en el volumen sanguíneo, la presión arterial o el equilibrio electrolítico, estas células pueden comunicar inmediatamente el problema a los capilares de las arteriolas aferentes y eferentes, que pueden contraerse o relajarse para cambiar el glomerular. tasa de filtración de los riñones.

Nefrólogo Un nefrólogo estudia y se ocupa de las enfermedades de los riñones, tanto las que causan insuficiencia renal (como la diabetes) como las afecciones producidas por la enfermedad de los riñones (como la hipertensión). La presión arterial, el volumen sanguíneo y los cambios en el equilibrio de electrolitos son competencia de un nefrólogo.

Los nefrólogos suelen trabajar con otros médicos que les remiten pacientes o les consultan sobre diagnósticos y planes de tratamiento específicos. Los pacientes suelen ser remitidos a un nefrólogo por síntomas como sangre o proteínas en la orina, presión arterial muy alta, cálculos renales o insuficiencia renal.

La nefrología es una subespecialidad de la medicina interna. Para convertirse en nefrólogo, a la escuela de medicina le sigue una capacitación adicional para obtener la certificación en medicina interna. Se dedican dos o más años adicionales al estudio específico de los trastornos renales y los efectos que los acompañan en el cuerpo.

Resumen de la sección

Los riñones son los principales órganos osmorreguladores en los sistemas de los mamíferos; funcionan para filtrar la sangre y mantener la osmolaridad de los fluidos corporales a 300 mOsm. Están rodeados por tres capas y están formados internamente por tres regiones distintas: la corteza, la médula y la pelvis.

Los vasos sanguíneos que transportan sangre hacia y desde los riñones surgen y se fusionan con la aorta y la vena cava inferior, respectivamente. Las arterias renales se ramifican desde la aorta y entran en el riñón donde se dividen en arterias segmentarias, interlobares, arqueadas y corticales radiadas.

La nefrona es la unidad funcional del riñón, que filtra activamente la sangre y genera orina. La nefrona está formada por el corpúsculo renal y el túbulo renal. Las nefronas corticales se encuentran en la corteza renal, mientras que las nefronas yuxtamedulares se encuentran en la corteza renal cerca de la médula renal. La nefrona filtra e intercambia agua y solutos con dos conjuntos de vasos sanguíneos y el líquido tisular de los riñones.

Hay tres pasos en la formación de la orina: la filtración glomerular, que ocurre en el glomérulo, la reabsorción tubular, que ocurre en los túbulos renales y la secreción tubular, que también ocurre en los túbulos renales.

Preguntas de conexión visual

(Figura) ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el riñón es falsa?

  1. La pelvis renal drena hacia el uréter.
  2. Las pirámides renales se encuentran en la médula.
  3. La corteza cubre la cápsula.
  4. Las nefronas se encuentran en la corteza renal.

(Figura) ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la nefrona es falsa?

  1. El conducto colector desemboca en el túbulo contorneado distal.
  2. La cápsula de Bowman rodea el glomérulo.
  3. El asa de Henle se encuentra entre los túbulos contorneados proximales y distales.
  4. El asa de Henle desemboca en el túbulo contorneado distal.

(Figura) Los diuréticos de asa son fármacos que a veces se utilizan para tratar la hipertensión. Estos fármacos inhiben la reabsorción de iones Na + y Cl & # 8211 por la rama ascendente del asa de Henle. Un efecto secundario es que aumentan la micción. ¿Por qué crees que es así?

(Figura) Los diuréticos de asa disminuyen la excreción de sal en la médula renal, lo que reduce su osmolalidad. Como resultado, la rama descendente excreta menos agua en la médula y más agua se excreta en forma de orina.

Preguntas de revisión

  1. presente en la médula renal.
  2. tejido denso presente en la capa externa del riñón.
  3. células presentes en el DCT y túbulos colectores.
  4. presente en los capilares sanguíneos.

La osmolaridad de los fluidos corporales se mantiene en ________.

La glándula ubicada en la parte superior del riñón es la glándula ________.

Preguntas de pensamiento crítico

¿Por qué el asa de Henle y los vasa recta son importantes para la formación de orina concentrada?

El asa de Henle es parte del túbulo renal que se enrosca en la médula renal. En el asa de Henle, el filtrado intercambia solutos y agua con la médula renal y los vasos rectos (la red capilar peritubular). Los vasa recta actúan como intercambiador de contracorriente. Los riñones mantienen la osmolalidad del resto del cuerpo a 300 mOsm constantes al concentrar el filtrado a medida que pasa a través del asa de Henle.

Describe la estructura del riñón.

Externamente, los riñones están rodeados por tres capas. La capa más externa es una capa de tejido conectivo resistente llamada fascia renal. La segunda capa se llama cápsula de grasa perirrenal, que ayuda a anclar los riñones en su lugar. La tercera y más interna capa es la cápsula renal. Internamente, el riñón tiene tres regiones: una corteza externa, una médula en el medio y la pelvis renal en la región llamada hilio del riñón, que es la parte cóncava de la forma de "frijol".

Glosario


¿Cómo ocurre la osmorregulación en el riñón humano?

Por lo tanto, ¿dónde se produce la osmorregulación en el riñón?

Las glándulas suprarrenales, también llamadas glándulas suprarrenales, se sientan encima de cada riñón. Riñones regular la presión osmótica de la sangre de un mamífero a través de una extensa filtración y purificación en un proceso conocido como osmorregulación.

¿Qué es la Osmorregulación humana? Osmorregulación es el control de los niveles de agua e iones minerales (sal) en la sangre. Los niveles de agua y los iones minerales en la sangre se controlan para mantener las mismas concentraciones dentro de las células que alrededor de ellas. Si la concentración de agua es demasiado alta en el exterior, el agua entra en la celda por ósmosis y pueden estallar.

Además, ¿cómo se produce la osmorregulación en los seres humanos?

Osmorregulación es la regulación activa de la presión osmótica (concentración de sal y agua) de los fluidos corporales de un organismo para mantener la homeostasis. Los riñones juegan un papel muy importante en osmorregulación humana. Regulan la cantidad de agua en los desechos de orina.

¿Qué órganos están involucrados en la osmorregulación?

los riñones son los principales órganos osmorreguladores en los sistemas de los mamíferos; funcionan para filtrar la sangre y mantener la osmolaridad de los fluidos corporales a 300 mOsm. Están rodeados por tres capas y están formados internamente por tres regiones distintas: la corteza, la médula y la pelvis.


Osmorregulación y excreción

El artículo analiza los avances en la osmorregulación y la excreción con énfasis en cómo los animales multicelulares en diferentes entornos osmóticos regulan su medio interior. Los mecanismos de transformación de energía en la osmorregulación animal se tratan en términos biofísicos con respecto al intercambio de agua e iones a través de las membranas biológicas y el acoplamiento de los flujos de iones y agua a través de los epitelios. La discusión de las funciones se basa en un enfoque comparativo que analiza los mecanismos que han evolucionado en diferentes grupos taxonómicos a nivel bioquímico, celular y tisular y su integración en el mantenimiento del agua corporal total y la homeostasis iónica. La atención se centra en estudios recientes de adaptaciones y mecanismos de aclimatación recién descubiertos durante las transiciones de animales entre diferentes entornos osmóticos. Se presta especial atención a las hipótesis sobre la diversidad de la organización celular de los órganos osmorreguladores y excretores como los riñones glomerulares, las glándulas antenales, los túbulos de Malpighi y el intestino de los insectos, las branquias, el tegumento y el intestino, con relatos sobre los enfoques y métodos experimentales aplicados en los estudios. Se demuestra cómo el conocimiento en estas áreas de fisiología comparada se ha expandido considerablemente durante las últimas dos décadas, uniendo trabajos clásicos seminales con estudios basados ​​en nuevos enfoques en todos los niveles de organización anatómica y funcional. Se enfatizan una serie de preguntas que aún no han sido respondidas parcialmente, algunas de las cuales se refieren a cómo se integran los mecanismos de intercambio de agua y solutos en niveles inferiores para regular el volumen de agua extracelular de todo el cuerpo y la homeostasis iónica de los animales en sus hábitats naturales. © 2014 Sociedad Estadounidense de Fisiología.


Homeostasis

La homeostasis es el mantenimiento de un entorno interno estable y este concepto cubre una variedad de temas en el funcionamiento de todos los seres vivos. Los siguientes temas conducen a una serie de subtemas en los que debe pensar en términos de cómo el cuerpo se las arregla para mantener un equilibrio químico saludable de la sangre y las células.

Tema 1: El riñón: tiene que ver con la osmorregulación porque el riñón es el órgano osmorregulador de muchos animales, incluidos los humanos. Controla el pH de la sangre, el volumen y la química de los fluidos corporales.

La estructura funcional del riñón es la nefrona, de la cual hay millones en cada riñón.

Es la nefrona la que realiza todo el trabajo de osmorregulación.

Necesita aprender lo siguiente:

La ultrafiltración, que consiste en filtrar el agua y los solutos de la presión arterial, controla la eficacia de la ultrafiltración. La presión arterial baja significa una ultrafiltración ineficaz y el consiguiente desequilibrio en el agua corporal y la química sanguínea.

La ultrafiltración tiene lugar en la cápsula de Bowman.

Esta imagen muestra el glomérulo (el haz de capilares en una cápsula de Bowman), así como algunas secciones transversales de los túbulos renales. Los glóbulos rojos se pueden ver dentro de la pared de cada túbulo.

La reabsorción selectiva se trata de la reabsorción de agua y sales una vez que se ha producido la no filtración. La reabsorción selectiva tiene lugar en el Túbulo Convolucionado Proximal PCT)

La secreción tubular es la última función de la nefrona y se refiere a la secreción de ciertas sustancias solubles, por transporte activo, hacia el túbulo contorneado distal (DCT).

Estas sustancias solubles son ácido úrico, iones H +, cuya creatinina proporciona un equilibrio osmótico a la diuresis. En el trabajo aquí, en la ubicación del DCT, están las hormonas ADH y la aldosterona.

ADH = hormona antidiurética (diurético significa algo que elimina el exceso de agua) aumenta la reabsorción de agua y se libera en condiciones como la deshidratación. ADH controla la permeabilidad del DCT y los conductos colectores. Más ADH = mayor permeabilidad = mayor reabsorción de agua.

La aldosterona provoca la absorción de iones de sodio del filtrado tubular (este es el líquido que queda después de toda la reabsorción). Cuando los iones de sodio son absorbidos, los iones de hidrógeno toman su lugar en el filtrado. Los iones H + causan acidez, por lo que su movimiento hacia el filtrado previene una condición de la sangre llamada "acidosis" - sangre ácida.

La aldosterona también hace que se secreten iones de potasio en el filtrado cuando hay una acumulación de iones de K + en el líquido extracelular que rodea el riñón (o en cualquier otro lugar).

Entonces, la ultrafiltración, la reabsorción selectiva y la secreción tubular resumen el trabajo de una nefrona. Es bastante complicado en algunos lugares, pero como todas las cosas, sigue leyendo y releyendo y obteniendo información de diferentes cursos; no confíes solo en un libro para aprender todo esto.


Ver el vídeo: TP BIOLOGIA RIÑONES (Agosto 2022).