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13.5: Anatomía microscópica del riñón - Biología

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Objetivos de aprendizaje

Al final de esta sección, podrá:

  • Distinguir las diferencias histológicas entre la corteza renal y la médula.
  • Describe la estructura de la membrana de filtración.
  • Identificar las principales estructuras y subdivisiones de los corpúsculos renales, los túbulos renales y los capilares renales.
  • Discutir la función de los capilares peritubulares y los vasos rectos.
  • Identificar la ubicación del aparato yuxtaglomerular y describir las células que lo recubren.
  • Describir la histología del túbulo contorneado proximal, el asa de Henle, el túbulo contorneado distal y los conductos colectores.

Las estructuras renales que llevan a cabo el trabajo esencial del riñón no se pueden ver a simple vista. Solo un microscopio óptico o electrónico puede revelar estas estructuras. Incluso entonces, las secciones seriadas y la reconstrucción por computadora son necesarias para brindarnos una visión completa de la anatomía funcional de la nefrona y sus vasos sanguíneos asociados.

Nefronas: la unidad funcional

Las nefronas toman un simple filtrado de la sangre y lo transforman en orina. Se producen muchos cambios en las diferentes partes de la nefrona antes de que se cree la orina para su eliminación. El término formación de orina se utilizará en lo sucesivo para describir el filtrado a medida que se modifica en orina verdadera. La tarea principal de la población de nefronas es equilibrar el plasma con los puntos de ajuste homeostáticos y excretar toxinas potenciales en la orina. Lo hacen cumpliendo tres funciones principales: filtración, reabsorción y secreción. También tienen funciones secundarias adicionales que ejercen control en tres áreas: presión arterial (a través de la producción de renina), producción de glóbulos rojos (a través de la hormona EPO) y absorción de calcio (a través de la conversión de calcidiol en calcitriol, la forma activa de vitamina D). ).

Corpúsculo renal

Como se mencionó anteriormente, el corpúsculo renal consiste en un mechón de capilares llamado glomérulo que está rodeado en gran parte por la cápsula de Bowman (glomerular). El glomérulo es un lecho capilar de alta presión entre las arteriolas aferentes y eferentes. La cápsula de Bowman rodea el glomérulo para formar un lumen y captura y dirige este filtrado al PCT. La parte más externa de la cápsula de Bowman, la capa parietal, es un epitelio escamoso simple. Pasa a los capilares glomerulares en un abrazo íntimo para formar la capa visceral de la cápsula. Aquí, las células no son escamosas, sino células de forma única (podocitos) que se extienden con brazos en forma de dedos (pedicelos) para cubrir los capilares glomerulares. Estas proyecciones se interdigitan para formar rendijas de filtración, dejando pequeños espacios entre los dedos para formar un tamiz. A medida que la sangre pasa a través del glomérulo, del 10 al 20 por ciento del plasma se filtra entre estos dedos en forma de tamiz para ser capturados por la cápsula de Bowman y canalizados al PCT. Donde las fenestras (ventanas) en los capilares glomerulares coinciden con los espacios entre los "dedos" de los podocitos, lo único que separa la luz capilar y la luz de la cápsula de Bowman es su membrana basal compartida. Estas tres características comprenden lo que se conoce como membrana de filtración. Esta membrana permite un movimiento muy rápido del filtrado desde el capilar hasta la cápsula a través de poros que tienen sólo 70 nm de diámetro.

Podocitos

Los podocitos se interdigitan con estructuras llamadas pedicelos y filtran sustancias de manera similar a las fenestraciones. En (a), el cuerpo celular grande se puede ver en la esquina superior derecha, con ramas que se extienden desde el cuerpo celular. Las extensiones más pequeñas en forma de dedos son los pedicelos. Los pedicelos de un podocito siempre se interdigitan con los pedicelos de otro podocito. (b) Este capilar tiene tres podocitos envueltos alrededor.


Capilar fenestrado

Las fenestraciones permiten que muchas sustancias se difundan de la sangre en función principalmente del tamaño.


Las fenestraciones evitan la filtración de células sanguíneas o proteínas grandes, pero permiten el paso de la mayoría de los demás componentes. Estas sustancias se cruzan fácilmente si tienen un tamaño inferior a 4 nm y la mayoría pasan libremente hasta un tamaño de 8 nm. Un factor adicional que afecta la capacidad de las sustancias para cruzar esta barrera es su carga eléctrica. Las proteínas asociadas con estos poros están cargadas negativamente, por lo que tienden a repeler las sustancias cargadas negativamente y permiten que las sustancias cargadas positivamente pasen más fácilmente. La membrana basal evita la filtración de proteínas de tamaño mediano a grande, como las globulinas. También hay células mesangiales en la membrana de filtración que pueden contraerse para ayudar a regular la tasa de filtración del glomérulo. En general, la filtración está regulada por las fenestraciones en las células endoteliales capilares, los podocitos con rendijas de filtración, la carga de la membrana y la membrana basal entre las células capilares. El resultado es la creación de un filtrado que no contiene células ni proteínas grandes, y tiene un ligero predominio de sustancias con carga positiva.

Justo fuera de la cápsula de Bowman y el glomérulo se encuentra el aparato yuxtaglomerular (JGA). En la unión donde las arteriolas aferentes y eferentes entran y salen de la cápsula de Bowman, la parte inicial del túbulo contorneado distal (DCT) entra en contacto directo con las arteriolas. La pared de la DCT en ese punto forma parte de la JGA conocida como mácula densa. Este grupo de células epiteliales cuboideas monitorea la composición líquida del líquido que fluye a través del DCT. En respuesta a la concentración de Na+ en el líquido que pasa junto a ellas, estas células liberan señales paracrinas. También tienen un solo cilio inmóvil que responde a la velocidad de movimiento del líquido en el túbulo. Las señales paracrinas liberadas en respuesta a cambios en la tasa de flujo y Na+ concentración son trifosfato de adenosina (ATP) y adenosina.

Aparato yuxtaglomerular y glomérulo

(a) El JGA permite que las células especializadas controlen la composición del líquido en el DCT y ajusten la tasa de filtración glomerular. (b) Esta micrografía muestra el glomérulo y las estructuras circundantes. LM × 1540. (Micrografía proporcionada por los Regentes de la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan © 2012)


Un segundo tipo de célula en este aparato es la célula yuxtaglomerular. Se trata de una célula de músculo liso modificada que recubre la arteriola aferente que puede contraerse o relajarse en respuesta al ATP o la adenosina liberada por la mácula densa. Dicha contracción y relajación regulan el flujo sanguíneo al glomérulo. Si la osmolaridad del filtrado es demasiado alta (hiperosmótica), las células yuxtaglomerulares se contraerán, disminuyendo la tasa de filtración glomerular (TFG) por lo que se filtra menos plasma, lo que conduce a una menor formación de orina y una mayor retención de líquido. Esto finalmente disminuirá la osmolaridad sanguínea hacia la norma fisiológica. Si la osmolaridad del filtrado es demasiado baja, las células yuxtaglomerulares se relajarán, lo que aumentará la TFG y aumentará la pérdida de agua en la orina, lo que provocará un aumento de la osmolaridad sanguínea. En otras palabras, cuando la osmolaridad aumenta, la filtración y la formación de orina disminuyen y se retiene el agua. Cuando la osmolaridad disminuye, la filtración y la formación de orina aumentan y el agua se pierde a través de la orina. El resultado neto de estas acciones opuestas es mantener la tasa de filtración relativamente constante. Una segunda función de las células de la mácula densa es regular la liberación de renina de las células yuxtaglomerulares de la arteriola aferente. La renina activa es una proteína compuesta por 304 aminoácidos que escinde varios aminoácidos del angiotensinógeno para producir angiotensina I. La angiotensina I no es biológicamente activa hasta que se convierte en angiotensina II por la enzima convertidora de angiotensina (ECA) de los pulmones. La angiotensina II es un vasoconstrictor sistémico que ayuda a regular la presión arterial al aumentarla. La angiotensina II también estimula la liberación de la hormona esteroide aldosterona de la corteza suprarrenal. La aldosterona estimula el Na+ reabsorción por el riñón, que también resulta en retención de agua y aumento de la presión arterial.

Conversión de angiotensina I en angiotensina II

La enzima renina convierte la proenzima angiotensina I; la enzima ECA derivada del pulmón convierte la angiotensina I en angiotensina II activa.


Túbulo contorneado proximal (PCT)

El líquido filtrado recolectado por la cápsula de Bowman ingresa al PCT. Se le llama enrevesado debido a su tortuoso camino. Las células cuboidales simples forman este túbulo con microvellosidades prominentes en la superficie luminal, formando un borde en cepillo. Estas microvellosidades crean una gran superficie para maximizar la absorción y secreción de solutos (Na+, Cl, glucosa, etc.), la función más esencial de esta porción de la nefrona. Estas células transportan activamente iones a través de sus membranas, por lo que poseen una alta concentración de mitocondrias para producir suficiente ATP.

Asa de Henle

Las porciones descendente y ascendente del bucle de Henle (a veces denominado bucle de nefrona) son, por supuesto, solo continuaciones del mismo túbulo. Corren adyacentes y paralelos entre sí después de haber realizado una curva cerrada en el punto más profundo de su descenso. El bucle descendente de Henle consiste en una porción inicial corta y gruesa y una porción larga y delgada, mientras que el bucle ascendente consta de una porción inicial corta y delgada seguida de una porción larga y gruesa. La porción gruesa descendente consiste en un epitelio cúbico simple similar al del PCT. Las porciones delgadas descendentes y ascendentes consisten en epitelio escamoso simple. Como verá más adelante, estas son diferencias importantes, ya que diferentes partes del circuito tienen diferentes permeabilidades para los solutos y el agua. La porción gruesa ascendente consiste en un epitelio cuboidal simple similar al DCT.

Túbulo contorneado distal (DCT)

El DCT, como el PCT, es muy tortuoso y está formado por un epitelio cuboidal simple, pero es más corto que el PCT. Estas células no son tan activas como las del PCT; por tanto, hay menos microvellosidades en la superficie apical. Sin embargo, estas células también deben bombear iones contra su gradiente de concentración, por lo que encontrarás un gran número de mitocondrias, aunque menos que en el PCT.

Conductos colectores

Los conductos colectores son continuos con la nefrona, pero técnicamente no forman parte de ella. De hecho, cada conducto recoge el filtrado de varias nefronas para su modificación final. Los conductos colectores se fusionan a medida que descienden más profundamente en la médula para formar unos 30 conductos terminales, que se vacían en una papila. Están revestidos con epitelio escamoso simple con receptores para ADH. Cuando son estimuladas por ADH, estas células insertan proteínas de los canales de acuaporina en sus membranas, que como su nombre indica, permiten que el agua pase desde el lumen del conducto a través de las células hacia los espacios intersticiales para ser recuperada por los vasa recta. Este proceso permite la recuperación de grandes cantidades de agua del filtrado a la sangre. En ausencia de ADH, estos canales no se insertan, lo que resulta en la excreción de agua en forma de orina diluida. La mayoría, si no todas, las células del cuerpo contienen moléculas de acuaporina, cuyos canales son tan pequeños que solo puede pasar el agua. Se conocen al menos 10 tipos de acuaporinas en humanos, y seis de ellos se encuentran en el riñón. La función de todas las acuaporinas es permitir el movimiento del agua a través de la membrana celular hidrófoba rica en lípidos.

Canal de agua de acuaporina

Las cargas positivas dentro del canal evitan la fuga de electrolitos a través de la membrana celular, al tiempo que permiten que el agua se mueva debido a la ósmosis.


Revisión del capítulo

La unidad funcional del riñón, la nefrona, consta del corpúsculo renal, PCT, asa de Henle y DCT. Las nefronas corticales tienen asas de Henle cortas, mientras que las nefronas yuxtamedulares tienen asas de Henle largas que se extienden hacia la médula. Aproximadamente el 15 por ciento de las nefronas son yuxtamedulares. El glomérulo es un lecho capilar que filtra la sangre principalmente en función del tamaño de las partículas. El filtrado es capturado por la cápsula de Bowman y dirigido al PCT. Una membrana de filtración está formada por las membranas basales fusionadas de los podocitos y las células endoteliales capilares que abrazan. Las células mesangiales contráctiles también desempeñan un papel en la regulación de la velocidad a la que se filtra la sangre. Las células especializadas en el JGA producen señales paracrinas para regular el flujo sanguíneo y las tasas de filtración del glomérulo. Otras células JGA producen la enzima renina, que juega un papel central en la regulación de la presión arterial. El filtrado ingresa al PCT donde ocurre la absorción y secreción de varias sustancias. Las ramas descendente y ascendente del asa de Henle constan de segmentos gruesos y delgados. La absorción y secreción continúan en el DCT pero en menor grado que en el PCT. Cada conducto colector recoge la orina formada de varias nefronas y responde a la hormona ADH de la hipófisis posterior insertando canales de agua de acuaporina en la membrana celular para ajustar la recuperación de agua.

Preguntas de pensamiento crítico

  1. ¿Qué estructuras componen el corpúsculo renal?
  2. ¿Cuáles son las principales estructuras que componen la membrana de filtración?

Respuestas: pensamiento crítico

  1. Las estructuras que forman el corpúsculo renal son el glomérulo, la cápsula de Bowman y la PCT.
  2. Las estructuras principales que comprenden la membrana de filtración son las fenestraciones y la fenestra de podocitos, la membrana basal fusionada y las rendijas de filtración.

Glosario

enzima convertidora de angiotensina (ECA) Enzima producida por los pulmones que cataliza la reacción de angiotensina I inactiva en angiotensina II activa.

angiotensina I proteína producida por la acción enzimática de la renina sobre el angiotensinógeno; precursor inactivo de angiotensina II

angiotensina II proteína producida por la acción enzimática de la ECA sobre la angiotensina I inactiva; Provoca activamente vasoconstricción y estimula la liberación de aldosterona por la corteza suprarrenal.

angiotensinógeno proteína inactiva en la circulación producida por el hígado; precursor de angiotensina I; debe ser modificado por las enzimas renina y ECA para ser activado

aquaporina canales de agua formadores de proteínas a través de la bicapa lipídica de la célula; permite que el agua cruce; la activación en los conductos colectores está bajo el control de ADH

borde en cepillo formado por microvellosidades en la superficie de ciertas células cuboideas; en el riñón se encuentra en el PCT; aumenta el área de superficie para la absorción en el riñón

fenestraciones pequeñas ventanas a través de una celda, lo que permite una filtración rápida según el tamaño; Formado de tal manera que permite que las sustancias atraviesen una celda sin mezclarse con el contenido de la celda.

rendijas de filtración formado por pedicelos de podocitos; Las sustancias se filtran entre los pedicelos según el tamaño.

formando orina filtrado que sufre modificaciones a través de la secreción y reabsorción antes de que se produzca la orina verdadera

aparato yuxtaglomerular (JGA) ubicado en la unión de la DCT y las arteriolas aferentes y eferentes del glomérulo; desempeña un papel en la regulación del flujo sanguíneo renal y la TFG

célula yuxtaglomerular células de músculo liso modificadas de la arteriola aferente; secreta renina en respuesta a una caída de la presión arterial

macula densa células que se encuentran en la parte del DCT que forma el JGA; sentido Na+ concentración en la orina en formación

mesangial células contráctiles que se encuentran en el glomérulo; Puede contraerse o relajarse para regular la tasa de filtración.

pedicelos proyecciones en forma de dedos de podocitos que rodean los capilares glomerulares; interdigitar para formar una membrana de filtración

podocitos células que forman procesos similares a dedos; formar la capa visceral de la cápsula de Bowman; Los pedicelos de los podocitos se interdigitan para formar una membrana de filtración.

renina enzima producida por las células yuxtaglomerulares en respuesta a la disminución de la presión arterial o la actividad nerviosa simpática; cataliza la conversión de angiotensinógeno en angiotensina I


13.5: Anatomía microscópica del riñón - Biología

El riñón es un órgano con forma de frijol que tiene un área externa llamada corteza. La zona interior, la renal médula se compone de siete en forma de cono pirámides renales (solo 3 de ellos se muestran en la imagen) con los tubos visibles desde ellos formando una colección de nefronas. Las pirámides renales se fusionan para formar el pelvis renal en el centro del riñón, la orina se acumula aquí antes de drenar en el uréter y viajar a la vejiga para su almacenamiento.

Colorea el área de la médula de verde claro. Colorea la corteza de rosa y la pelvis renal y el uréter de amarillo. Las nefronas que se muestran en el riñón deben ser de color naranja.

Tenga en cuenta los dos vasos unidos al riñón, coloree la arteria de rojo y la vena de azul.

Si ves un nefrona De cerca, como se muestra en la segunda imagen, se puede ver que es una estructura compleja compuesta por muchos tubos, y cada riñón tiene alrededor de 1 millón de nefronas. La función principal de la nefrona es filtrar los desechos de la sangre. La nefrona tiene tres partes principales: el glomérulo, la cápsula de Bowman y los túbulos, que consisten en el túbulo promimal y distal y el asa de Henle.

La sangre ingresa al riñón desde el arteria renal y se mueve en el glomérulo, donde se produce la filtración. La filtración es el proceso mediante el cual el agua y las partículas disueltas se extraen de la sangre. El líquido resultante, llamado filtrado, contiene muchas de las sustancias tóxicas que podrían haberse acumulado en la sangre (como el amoníaco). El glomérulo está encerrado por el la cápsula de Bowman, las moléculas pequeñas y el agua pueden pasar a través de esta área, pero las moléculas más grandes no. A continuación, el filtrado se recoge en la cápsula de Bowman para su transporte a través de la nefrona.

Colorea la arteria renal de rojo en ambas imágenes. En la segunda imagen, la arteria entra en el glomérulo y luego sale para girar alrededor de los túbulos más grandes. Colorea la vena renal de azul, también se retuerce alrededor de los túbulos. Estos dos vasos, la arteria y las venas se encuentran cerca del asa de henle, coloreando esta área de púrpura.

Colorea la cápsula de Bowman de marrón, deja el glomérulo de blanco, ya deberías haber coloreado las arterias en su interior de rojo.

La nefrona en sí misma restaurará los nutrientes vitales y el agua en la sangre, mientras retiene los productos de desecho que el cuerpo necesita eliminar. Dos procesos realizan esta tarea: reabsorción tubular y secreción tubular. Durante reabsorción tubular, las células del túbulo proximal eliminan el agua y los nutrientes del filtrado y los devuelven a la sangre, los desechos como la urea se retienen en el túbulo. Durante secreción tubular, los desechos que no se filtraron inicialmente en la cápsula de Bowman se eliminan de la sangre en el túbulo distal. El amoníaco y muchos medicamentos se eliminan de la sangre durante la secreción tubular.

Colorea el túbulo proximal de color verde oscuro, hasta que llegue al bucle de henle. El asa de henle debe ser de color rosa, y luego, cuando cambie al túbulo distal, colorea el túbulo distal de verde claro.

Observe los capilares que envuelven los túbulos (los coloreó de rojo). En los puntos de contacto con el túbulo y los capilares, el agua y los nutrientes se reabsorben en la sangre. Además, los desechos que quedan en la sangre después de la filtración pasan al túbulo. El filtrado fluye desde el túbulo proximal hacia el Asa de Henle. El asa de henle concentra el filtrado, extrayendo más agua del mismo, y lo pasa al túbulo distal. Desde el túbulo distal viaja hasta el conducto colector, ahora llamado orina. El conducto colector prepara la orina para su transporte fuera del cuerpo, se recoge en la pelvis renal donde finalmente ingresa al uréter. De ahí pasa a la vejiga.

Colorea tanto el conducto colector como el uréter de amarillo. .


Riñón

Los riñones de los vertebrados tienen la función vital de eliminar los desechos metabólicos de la sangre y mantener su composición normal. Los dos riñones de un adulto humano normal producen de 1 a 2 litros (alrededor de 30 a 70 onzas líquidas) de orina cada día que contiene desechos, exceso de agua y otras moléculas innecesarias. La producción de menos de 0,4 litros (13,5 onzas líquidas) de orina por día es insuficiente para eliminar los desechos y regular la composición de la sangre. Tal condición siempre es fatal en unas pocas semanas a menos que se corrija la causa subyacente, se trasplante un nuevo riñón o la sangre sea depurada artificialmente por diálisis .

El riñón humano pertenece a uno de los tres tipos de riñones que ocurren entre diferentes vertebrados en diversas etapas de desarrollo. El primer tipo, llamado pronefros, se encuentra hacia el frente de algunos peces y los embriones de muchos vertebrados. El mesonefros se encuentra más posteriormente y se encuentra en la mayoría de los peces y anfibios adultos y en el embrión de humanos y otros mamíferos. El metanefros ocurre aún más posteriormente y es el tipo de riñón en reptiles, aves y mamíferos adultos, incluidos los humanos.

Cada riñón humano tiene aproximadamente el tamaño de un puño, tiene la forma de un frijol y está ubicado en un lado de la parte inferior del abdomen hacia la parte posterior. En cualquier dado

A partir de este & # x0022 diagrama de plomería & # x0022 se puede obtener una descripción general de la función renal: la sangre ingresa al riñón, los desechos y el exceso de moléculas se eliminan con la orina y la sangre se devuelve al sistema circulatorio. Sin embargo, para apreciar cómo funcionan los riñones, uno debe tener una vista microscópica de una de las millones de estructuras llamadas nefronas dentro de cada riñón. Cada nefrona comienza su trabajo produciendo un filtrar de sangre. La filtración ocurre en un mechón de capilares llamado glomérulo. El revestimiento del glomérulo tiene fugas lo suficiente como para permitir que la presión arterial fuerce el agua, iones y moléculas pequeñas mientras retienen células y moléculas muy grandes en la sangre. El filtrado, que se parece mucho a la porción líquida de la sangre (plasma), entra en la cápsula de Bowman, que encierra el glomérulo como un casco. La cápsula de Bowman & # x0027s conduce el filtrado hacia la primera parte del túbulo de la nefrona, llamado túbulo contorneado proximal. En los seres humanos, aproximadamente 180 litros de filtrado (casi lo suficiente para llenar un tambor de 50 galones) llegan hasta aquí cada día. Afortunadamente, no todo pasa a la orina. En el túbulo proximal, muchos de los inorgánico iones y casi todos los glucosa y aminoácidos salir del filtrado y volver a la sangre. La mayor parte del agua del filtrado también se devuelve a la sangre.

A continuación, el líquido tubular pasa a través de una curva cerrada llamada asa de Henle, que ayuda a la nefrona a devolver más agua al torrente sanguíneo en lugar de permitir que se pierda en la orina. Cómo funciona esto se explicará más adelante. Luego, el fluido tubular ingresa al distal túbulo contorneado de la nefrona. Aquí puede producirse un mayor transporte de iones particulares, dependiendo de si la concentración de ese ión en la sangre es demasiado alta o demasiado baja. Por ejemplo, si el pH de la sangre es demasiado bajo, los iones de hidrógeno (H +) se transportan fuera de la sangre hacia el líquido tubular. Si el pH es demasiado alto, los iones H + se transportan del líquido a la sangre.

Cuando el líquido ha completado su viaje a través del túbulo contorneado distal, es esencialmente orina diluida, llamada preurina. La preurina de varias nefronas ingresa a un tubo llamado conducto colector. A medida que la preurina pasa a través del conducto colector, se puede extraer más agua y devolverla a la sangre.

El agua se extrae del conducto colector por ósmosis debido a una concentración creciente de iones que rodean el conducto colector. Los bucles de Henle producen esta concentración. degradado por una combinación de transporte y difusión de iones y urea. La urea es una molécula que almacena temporalmente el nitrógeno producido por la metabolismo de proteinas . Después de ayudar a crear el gradiente de concentración, la urea finalmente se elimina con la orina.


Anatomía de la nefrona

La nefrona es la unidad de filtración del riñón. Es la unidad estructural y funcional básica del riñón y no se puede ver a simple vista. Cada riñón tiene alrededor de 1 millón de nefronas. Las paredes de la nefrona están formadas por una sola capa de células epiteliales. La sangre que contiene urea y productos de desecho metabólicos ingresa al riñón desde el torrente sanguíneo. El riñón filtra la sangre para eliminar los desechos, dejando atrás las células sanguíneas y las proteínas y sustancias químicas vitales. El riñón también funciona para ayudar a mantener la homeostasis (equilibrio) de los líquidos corporales y los electrolitos.

  • Arteria renal - lleva sangre llena de desechos de la aorta al riñón para su filtración
  • Arteriolas - la sangre es llevada hacia y desde los capilares glomerulares por dos vasos sanguíneos muy pequeños: las arteriolas aferentes y eferentes.
  • Glomérulo - cada glomérulo es un grupo de capilares sanguíneos rodeados por una cápsula de Bowman. Se parece a una bola de hilo enredado.
  • Túbulo contorneado proximal (PCT)
  • Extremo delgado descendente del asa de Henle
  • Extremidad ascendente delgada del asa de Henle
  • Extremidad ascendente gruesa del asa de Henle
  • Túbulo contorneado distal
  • Vena renal - cuando se completa la filtración, la sangre sale de la nefrona para unirse a la vena renal, que extrae la sangre filtrada del riñón y la devuelve a la vena cava inferior

Función nefrona

  • Glomérulo - Consiste en un grupo de capilares (vasos pequeños)
  • Túbulo contorneado proximal - el glomérulo más cercano tiene membranas celulares permeables que reabsorben los metabolitos vitales y los electrolitos en los capilares cercanos.
  • Asa de Henle - Tiene una rama ascendente y descendente, estos bucles funcionan para reabsorber agua. Cuando el filtrado alcanza la rama descendente del bucle, el contenido de agua se ha reducido en un 70%.
  • Túbulo contorneado distal - La porción más alejada de la nefrona del glomérulo ayuda a regular aún más la homeostasis de los electrolitos.
  • Conducto colector - recoge el filtrado

La sangre ingresa al riñón a través de la arteria renal y va a los glomérulos (plural de glomérulos). En cada glomérulo, el líquido presurizado sale del torrente sanguíneo a través de una membrana de filtración. Las células grandes y las proteínas se quedan en el torrente sanguíneo. Esto crea un líquido libre de células (plasma) de agua y pequeñas moléculas que ingresa al túbulo renal. Este plasma se lleva al túbulo contorneado más cercano (proximal). Esto corre hacia el bucle de Henle y luego regresa al túbulo contorneado más alejado (distal) donde muchas de las sales se reabsorben nuevamente en la sangre. El líquido restante que contiene productos de desecho se transporta por los uréteres hasta la vejiga, donde finalmente se secreta en forma de orina. (Ver Términos de anatomía para entender proximal y distal.)

¿De qué está hecha la orina?

La orina está compuesta de agua, urea, electrolitos y otros productos de desecho. El contenido exacto de la orina varía según la cantidad de líquido y sal que ingiera, su entorno y su salud. Algunos medicamentos y fármacos también se excretan en la orina y se pueden encontrar en la orina.

  • 94% agua
  • 5% de urea
  • 1% de sodio *
  • .5% de cloruro *
  • .25% de potasio *
  • .25% de fosfato
  • 0,25% de sulfato
  • .15% de creatinina
  • .1% ácido úrico

Como se mencionó anteriormente, la orina se forma en las nefronas mediante un proceso de tres pasos: filtración glomerular, reabsorción tubular y secreción tubular. La cantidad de orina varía según la ingesta de líquidos y el entorno.


Nefrona, partes e histología

La nefrona del riñón participa en la regulación del agua y las sustancias solubles en la sangre.

Objetivos de aprendizaje

Identificar las partes y la histología de las nefronas renales.

Conclusiones clave

Puntos clave

  • El glomérulo es el sitio en la nefrona donde el líquido y los solutos se filtran de la sangre para formar un filtrado glomerular.
  • Los túbulos proximales y distales, el asa de Henle y los conductos colectores son lugares de reabsorción de agua e iones.
  • Toda la glucosa en la sangre es reabsorbida por el túbulo contorneado proximal a través del cotransporte de iones.
  • El asa de Henle (a veces conocida como asa de nefrona) es un tubo en forma de U que consta de una rama descendente y una rama ascendente, que difieren en permeabilidad.
  • El conducto colector y el túbulo contorneado distal son normalmente impermeables al agua, pero esto se altera debido al estímulo hormonal durante la homeostasis.

Términos clave

  • Cápsula Bowman & # 8217s: Saco en forma de copa al comienzo del componente tubular de una nefrona en el riñón de un mamífero.
  • túbulo proximal: El primer y principal tipo de reabsorción de iones y agua en el riñón, donde se reabsorbe toda la glucosa de la sangre.
  • glomérulo: Un pequeño grupo de capilares entrelazados dentro de las nefronas del riñón que filtran la sangre para producir orina.

Una nefrona

Una nefrona es la unidad estructural y funcional básica de los riñones que regula el agua y las sustancias solubles en la sangre al filtrar la sangre, reabsorber lo que se necesita y excretar el resto en forma de orina. Su función es vital para la homeostasis del volumen sanguíneo, la presión arterial y la osmolaridad plasmática. Está regulado por el sistema neuroendocrino por hormonas como la hormona antidiurética, la aldosterona y la hormona paratiroidea.

La fisiología básica de una nefrona dentro de un riñón.: Las etiquetas son: 1. Glomérulo, 2. Arteriola eferente, 3. Cápsula de Bowman & # 8217s, 4. Tubo proximal, 5. Tubo colector cortical, 6. Tubo distal, 7. Asa de Henle, 8. Conducto colector, 9. Capilares peritubulares, 10. Vena arqueada, 11. Arteria arqueada, 12. Arteriola aferente y 13. Aparato yuxtaglomerular.

El glomérulo

El glomérulo es un mechón capilar que recibe su irrigación sanguínea de una arteriola aferente de la circulación renal. Aquí, el líquido y los solutos se filtran de la sangre al espacio creado por la cápsula Bowman & # 8217s.

Un grupo de células especializadas conocidas como aparato yuxtaglomerular (JGA) se encuentran alrededor de la arteriola aferente donde ingresa al corpúsculo renal. El JGA secreta una enzima llamada renina, debido a una variedad de estímulos, y participa en el proceso de homeostasis del volumen sanguíneo.

La cápsula de Bowman & # 8217s (también llamada cápsula glomerular) rodea el glomérulo. Se compone de capas visceral (células epiteliales escamosas simples internas) y parietal (células epiteliales escamosas simples externas). La capa visceral se encuentra justo debajo de la membrana basal glomerular engrosada y solo permite que fluidos y moléculas pequeñas como glucosa e iones como sodio pasen a la nefrona.

Los glóbulos rojos y las proteínas grandes, como las albúminas séricas, no pueden atravesar el glomérulo en circunstancias normales. Sin embargo, en algunas lesiones pueden pasar y hacer que el contenido de sangre y proteínas ingrese a la orina, lo cual es un signo de problemas en el riñón.

Túbulo contorneado proximal

El túbulo proximal es el primer sitio de reabsorción de agua en el torrente sanguíneo y el sitio donde tiene lugar la mayor parte de la reabsorción de agua y sal. La reabsorción de agua en el túbulo contorneado proximal se debe tanto a la difusión pasiva a través de la membrana basolateral como al transporte activo desde las bombas de Na + / K + / ATPasa que transporta activamente el sodio a través de la membrana basolateral.

El agua y la glucosa siguen al sodio a través de la membrana basolateral a través de un gradiente osmótico, en un proceso llamado cotransporte. Aproximadamente 2/3 del agua en la nefrona y el 100% de la glucosa en la nefrona se reabsorben por cotransporte en el túbulo contorneado proximal.

El líquido que sale de este túbulo generalmente no cambia debido a la reabsorción de iones y agua equivalente, con una osmolaridad (concentración de iones) de 300 mOSm / L, que es la misma osmolaridad que el plasma normal.

El bucle de Henle

El asa de Henle es un tubo en forma de U que consta de una rama descendente y una rama ascendente. Transfiere líquido del túbulo proximal al distal. La rama descendente es muy permeable al agua pero completamente impermeable a los iones, lo que hace que se reabsorba una gran cantidad de agua, lo que aumenta la osmolaridad del fluido a aproximadamente 1200 mOSm / L. Por el contrario, la rama ascendente del asa de Henle # 8217 es impermeable al agua pero muy permeable a los iones, lo que provoca una gran caída en la osmolaridad del líquido que pasa a través del asa, de 1200 mOSM / L a 100 mOSm / L.

Túbulo contorneado distal y conducto colector

The distal convoluted tubule and collecting duct is the final site of reabsorption in the nephron. Unlike the other components of the nephron, its permeability to water is variable depending on a hormone stimulus to enable the complex regulation of blood osmolarity, volume, pressure, and pH.

Normally, it is impermeable to water and permeable to ions, driving the osmolarity of fluid even lower. However, anti-diuretic hormone (secreted from the pituitary gland as a part of homeostasis) will act on the distal convoluted tubule to increase the permeability of the tubule to water to increase water reabsorption. This example results in increased blood volume and increased blood pressure. Many other hormones will induce other important changes in the distal convoluted tubule that fulfill the other homeostatic functions of the kidney.

The collecting duct is similar in function to the distal convoluted tubule and generally responds the same way to the same hormone stimuli. It is, however, different in terms of histology. The osmolarity of fluid through the distal tubule and collecting duct is highly variable depending on hormone stimulus. After passage through the collecting duct, the fluid is brought into the ureter, where it leaves the kidney as urine.


Self Check

Answer the question(s) below to see how well you understand the topics covered in the previous section.

Preguntas de pensamiento crítico

  1. What anatomical structures provide protection to the kidney?
  2. How does the renal portal system differ from the hypothalamo–hypophyseal and digestive portal systems?
  3. Name the structures found in the renal hilum.
  1. Retroperitoneal anchoring, renal fat pads, and ribs provide protection to the kidney.
  2. The renal portal system has an artery between the first and second capillary bed. The others have a vein.
  3. The structures found in the renal hilum are arteries, veins, ureters, lymphatics, and nerves.

Legacy

Malpighi may be regarded as the first histologist. For almost 40 years he used the microscope to describe the major types of plant and animal structures and in so doing marked out for future generations of biologists major areas of research in botany, embryology, human anatomy, and pathology. Just as Galileo had applied the new technical achievement of the optical lens to vistas beyond the Earth, Malpighi extended its use to the intricate organization of living things, hitherto unimagined, below the level of unaided sight. Moreover, his lifework brought into question the prevailing concepts of body function. When, for example, he found that the blood passed through the capillaries, it meant that Harvey was right, that blood was not transformed into flesh in the periphery, as the ancients thought. He was vigorously denounced by his enemies, who failed to see how his many discoveries, such as the renal glomeruli, urinary tubules, dermal papillae, taste buds, and the glandular components of the liver, could possibly improve medical practice. The conflict between ancient ideas and modern discoveries continued throughout the 17th century. Although Malpighi could not say what new remedies might come from his discoveries, he was convinced that microscopic anatomy, by showing the minute construction of living things, called into question the value of old medicine. He provided the anatomical basis for the eventual understanding of human physiological exchanges.


Anatomy of the Kidneys

Localización

The kidneys are a pair of organs found along the posterior muscular wall of the abdominal cavity. The left kidney is located slightly more superior than the right kidney due to the larger size of the liver on the right side of the body. Unlike the other abdominal organs, the kidneys lie behind the peritoneum that lines the abdominal cavity and are thus considered to be retroperitoneal organs. The ribs and muscles of the back protect the kidneys from external damage. Adipose tissue known as perirenal fat surrounds the kidneys and acts as protective padding.

Estructura

The kidneys are bean-shaped with the convex side of each organ located laterally and the concave side medial. The indentation on the concave side of the kidney, known as the renal hilus, provides a space for the renal artery, renal vein, and ureter to enter the kidney.

A thin layer of fibrous connective tissue forms the renal capsule surrounding each kidney. The renal capsule provides a stiff outer shell to maintain the shape of the soft inner tissues.

Deep to the renal capsule is the soft, dense, vascular renal cortex. Seven cone-shaped renal pyramids form the renal medulla deep to the renal cortex. los renal pyramids are aligned with their bases facing outward toward the renal cortex and their apexes point inward toward the center of the kidney.

Each apex connects to a minor calyx, a small hollow tube that collects urine. The minor calyces merge to form 3 larger major calyces, which further merge to form the hollow renal pelvis at the center of the kidney. The renal pelvis exits the kidney at the renal hilus, where urine drains into the ureter.

Blood Supply

  1. The renal arteries branch directly from the abdominal aorta and enter the kidneys through the renal hilus.
  2. Inside our kidneys, the renal arteries diverge into the smaller afferent arterioles of the kidneys.
  3. Each afferent arteriole carries blood into the renal cortex, where it separates into a bundle of capillaries known as a glomerulus.
  4. From the glomerulus, the blood recollects into smaller efferent arterioles that descend into the renal medulla.
  5. The efferent arterioles separate into the peritubular capillaries that surround the renal tubules.
  6. Next, the peritubular capillaries merge to form veins that merge again to form the large renal vein.
  7. Finally, the renal vein exits the kidney and joins with the vena cava inferior, which carries blood back to the heart.

The Nephron

Each kidney contains around 1 million individual nephrons, the kidneys’ microscopic functional units that filter blood to produce urine. The nephron is made of 2 main parts: the renal corpuscle and the renal tubule.

Responsible for filtering the blood, our renal corpuscle is formed by the capillaries of the glomerulus and the glomerular capsule (also known as Bowman’s capsule). The glomerulus is a bundled network of capillaries that increases the surface area of blood in contact the blood vessel walls. Surrounding the glomerulus is the glomerular capsule, a cup-shaped double layer of simple squamous epithelium with a hollow space between the layers. Special epithelial cells known as podocytes form the layer of the glomerular capsule surrounding the capillaries of the glomerulus. Podocytes work with the endothelium of the capillaries to form a thin filter to separate urine from blood passing through the glomerulus. The outer layer of the glomerular capsule holds the urine separated from the blood within the capsule. At the far end of the glomerular capsule, opposite the glomerulus, is the mouth of the renal tubule.

A series of tubes called the renal tubule concentrate urine and recover non-waste solutes from the urine. The renal tubule carries urine from the glomerular capsule to the renal pelvis.

  1. The curvy first section of the renal tubule is known as the proximal convoluted tubule. The tubule cells that line the proximal convoluted tubule reabsorb much of the water and nutrients initially filtered into the urine.
  2. Urine next passes through the loop of Henle, a long straight tubule that carries urine into the renal medulla before making a hairpin turn and returning to the renal cortex.
  3. Following the loop of Henle is the distal convoluted tubule.
  4. Finally, urine from the distal convoluted tubules of several nephrons enters the collecting duct, which carries the concentrated urine through the renal medulla and into the renal pelvis.
  5. From the renal pelvis urine from many collecting ducts combines and flows out of the kidneys and into the ureters.

Chronic kidney disease-associated anemia

Anemia is defined as a reduction in one or more of the major red blood cell measurements hemoglobin concentration, hematocrit, or red blood cell count. The World Health Organization defines anemia as a hemoglobin level less than 13 g/dL in men and post-menopausal women, and less than 12 g/dL in pre-menopausal women 6 . The NKF defines anemia as a hemoglobin of less than 13.5 g/dL in men and less than 12.0 g/dL in women 7 .

A normochromic, normocytic anemia usually accompanies progressive CKD 8 , and the overall prevalence of CKD-associated anemia is approximately 50% 9 . Although anemia may be diagnosed in patients at any stage of CKD, there is a strong correlation between the prevalence of anemia and the severity of CKD. One quarter of stage 1 CKD patients, half of those stratified to CKD stages 2, 3, and 4 and three quarters of CKD patients starting dialysis suffer from anemia 10 . Therefore, primary care providers play an important role in diagnosing and managing anemia in CKD patients.

While anemia in CKD can result from multiple mechanisms (iron, folate, or vitamin B12 deficiency gastrointestinal bleeding severe hyperparathyroidism, systemic inflammation, and shortened red blood cell survival), decreased erythropoietin synthesis is the most important and specific etiology causing CKD-associated anemia. Erythropoietin is a glycoprotein secreted by the kidney interstitial fibroblasts 11 and is essential for the growth and differentiation of red blood cells in the bone marrow. In CKD, tubular atrophy generates tubulointerstitial fibrosis, which compromises renal erythropoietin synthetic capacity and results in anemia.

The anemia of CKD increases morbidity and mortality from cardiovascular complications (angina, left ventricular hypertrophy (LVH) and worsening heart failure) 8 , which may lead to further deterioration of renal function and the establishment of a vicious cycle termed the �rdiorenal anemia syndrome”. The presence LVH is associated with decreased survival of patients on dialysis. In fact, end stage renal disease patients with LVH have a 30% lower five-year survival rate than individuals lacking LVH 12 . In addition, anemia is an independent predictor of death in stable coronary artery disease patients with CKD 13 .

The anemia of CKD is treated via recombinant human erythropoietin (epo). This intervention has replaced transfusions as the mainstay of treatment and improved the survival of anemic CKD patients 14 . The target level of Hgb in patients with CKD has changed as more studies have been reported. Normalization of hemoglobin levels is no longer considered the goal of therapy since these target levels have been associated with higher mortality 15 . The CHOIR trial studied the outcomes of anemia treatment in over 1400 CKD patients (MDRD eGFR between 15 to 50 mL/min per 1.73 m 2 ), who had a hemoglobin < 11 g/dL at entry. Enrolled subjects were randomly assigned to epo therapy treatment protocols designed to achieve a target hemoglobin levels of either 13.5 (n=715) or 11.3 g/dL (n= 717). The study was terminated prematurely due to higher mortality rates and adverse events in the group with higher targeted Hgb levels. 16 Consequently, the United States Food and Drug Administration (FDA) issued an alert recommending a target Hgb level between 11 and 12 g/dL in CKD patients, although more data will be needed to determine the optimal Hgb level to maximize quality of life and reduce excess mortality from anemia-related complications. In summary, despite the clear benefit from treatment of anemia on morbidity and morality in CKD patients, a significant proportion of anemic CKD patients do not receive adequate treatment prior to dialysis to achieve current FDA recommended targets 17 , and half of all CKD patients with anemia do not receive treatment with erythropoietin 18 . The precise target level for Hgb has not been definitively determined but following FDA recommendations is prudent.


Kidney Structures and Functions Explained (with Picture and Video)

Your kidneys are paired organs found on each side of the back portion of the abdominal cavity. The larger left kidney is located a bit higher than the right kidney. Unlike other organs found in the abdomen, the kidneys are located behind the lining (peritoneum) of the abdominal cavity, thus they are considered retroperitoneal organs. These bean-shaped organs are protected by the back muscles and the ribs, as well as the fat (adipose tissue) that surrounds them like a protective padding. Learn more about the kidney structures and functions from this short article.

Kidney Structure

The bean-shaped kidneys have an outer convex side and an inner concave side called the renal hilus, where the renal artery, vein, and ureter are found.

A thin connective tissue called the renal capsule surrounds each kidney. This capsule maintains the kidneys' shape and protects the inner tissues.

Inside the renal capsule is the outer layer called the renal cortex, asoft, dense, and vascular tissue. Deep to this layer is the renal medulla, which consists of several renal pyramids, thecone-shaped structures with apices pointing toward the kidney's center.

Each apex of the renal pyramid is connected to a minor calyx, a hollow collecting tube for urine. These minor calyces merge and form three major calyces that also merge into the renal pelvis at the hilus of the kidney. From here, urine drains into the larger ureter.

Here&rsquos a summary of kidney structure and function based on different parts of the kidney:

Parts of the Kidney

Descripción

Renal hilus

An indentation near the center of the concavity of the kidney where the renal vein and ureter leave the kidney and the renal artery enters the kidney.

Renal capsule

A smooth, transparent membrane surrounding the kidney. It protects and helps maintain the kidney's shape. It is also surrounded by fatty tissue which helps protect the kidney from damage.

Renal cortex

The outer reddish part of the kidney that has a smooth texture. It is where the Bowman's Capsules, glomeruli, proximal and distal convoluted tubules and blood vessels are found.

Renal medulla

The inner striated red-brown part of the kidney.

Renalpyramids

Striped, triangular structures within the medulla, which are made of straight tubules and corresponding blood vessels.

Renal pelvis

The funnel-shaped cavity that receives urine drained from the nephrons through the collecting ducts and papillary ducts.

Renal artery

The blood vessel that delivers oxygen-rich blood to the kidney. It enters the kidney through the hilus and divides into smaller arteries, which separate into afferent arterioles that serve each of the nephrons.

The blood vessel that receives deoxygenated blood from the kidney and returns it to the systemic circulation.

Interlobular artery

The blood vessel that delivers oxygen-rich blood to the glomerular capillariesunder high pressure.

Interlobular vein

The blood vessel that receives low pressure deoxygenated blood that drains from the glomeruli and the loops of Henle.

Kidney nephrons

The functional units where the kidney's main functions are performed. There are about a million nephrons in each kidney.

Collecting duct

The part of the kidney nephron that collects urine and drains into papillary ducts, minor calyx, and major calyx, and finally into the ureter and urinary bladder.

The structure which conveys urine from the kidney to the urinary bladder.

The Functional Unit of Kidney: Nephron

The nephron is the kidney's functional unit that removes waste from the body. Each kidney has more than a million nephrons in the renal cortex, which gives it a granular appearance on sagittal section.

There are 2 types of nephrons. The cortical nephrons, which make up about 85 percent, are found deep in the renal cortex, while the juxtamedullary nephrons, which make up about15 percent of total nephrons, lie close to the medulla.

The nephron consists of a renal corpuscle, a tubule, and a capillary network that originates from the small cortical arteries. Each renal corpuscle is composed of a glomerulus (a network of capillaries) and a Bowman's capsule(the cup-shaped chamber that surrounds it.

The glomerulus connects to a long, convoluted renal tubule which is divided into three functional parts. These consist of the loop of Henle (nephritic loop), the proximal convoluted tubule, and the distal convoluted tubule, which empties into the collecting ducts. These collecting ducts fuse together and enter the papillae of the renal medulla.

Urine passes through the renal medulla as a fluid with high sodium content and leaves through the renal papillae, into the renal calyces, into the renal pelvis, and into the bladder through the ureter.

For clearer demonstration of nephron watch this:

Blood Supply of the Kidney

Proper kidney structure and function is dependent on adequate blood supply:

  • The renal artery, which branches out from your abdominal aorta enters the kidney in the renal hilus.
  • Each renal artery divides into the smaller afferent arterioles in the kidney.
  • The afferent arterioles in the renal cortex separate into bundles of capillaries called glomeruli.
  • Each glomerulus recollects into a smaller efferent arteriole that descends into the renal medulla.
  • Each efferent arteriole separates into peritubular capillaries near the renal tubules.
  • Peritubular capillaries merge, forming veins that drain into the renal vein.
  • The renal vein exits each kidney to join the inferior vena cava, which transports blood back to your heart.

Función del riñón

The urinary system depends on proper kidney structure and function. Some of these core actions include:


Ver el vídeo: Descripción Anatómica de los Riñones (Agosto 2022).