Tema 1

Los Riñones uno derecho y otro izquierdo, son órganos glandulares destinados a secretar orina. Están situados retroperitonealmente a ambos lados de la columna raquídea, a nivel de las dos últimas vértebras dorsales y de las dos primeras lumbares.

Siendo el riñón derecho algo más bajo. Los riñones están orientados de tal modo que su eje mayor se dirige oblicuamente de arriba abajo y de dentro afuera. Su peso en el adulto promedio es de 125 a 155 gramos, de un color rojo pardo, de consistencia firme y su parénquima bastante resistente; mide por termino medio 12 cm. de largo por 7 de ancho y 3 o 4 de grueso. Fijos en su posición por sus vasos, peritoneo y fascia renal, que rodea completamente al riñón y la glándula suprarrenal, formándole el compartimiento renal, con su

hoja anterior o prerrenal y su hoja posterior o retrorrenal. Tal fascia esta abierta en el lado interno por donde penetran los vasos y también hacia abajo, de modo que el riñón puede abandonar este compartimiento y convertirse en riñón flotante.

El riñón también puede ocupar una otra posición en el abdomen de forma congénita (riñón ectopico), las alteraciones congénitas pueden también ser en número, habiendo apenas un riñón o incluso uno o más (riñón suplementario). La fascia perirrenal no está en contacto inmediato con el riñón y la glándula suprarrenal, está separada por una lámina célulo-adiposa, blanda, fluida, conocida con el nombre de cápsula adiposa del riñón.

Alargado de arriba abajo, aplanado de delante atrás, escotado hacia adentro, el riñón ha sido comparado a una habichuela. Se consideran dos caras:

a) Cara anterior. Mira hacia adelante y algo afuera. Ligeramente abombada, tersa y lisa, está cubierta en la mayor parte de su extensión por el peritoneo. Las relaciones de la cara anterior de los riñones son diferentes en el lado derecho y en el izquierdo:

- En el riñón derecho se relaciona con la cara inferior del hígado, parte terminal del colon ascendente e inicial del transverso, segunda porción del duodeno y con la vena cava inferior.

- En el riñón izquierdo se relaciona sucesivamente, de arriba abajo: con la cola del páncreas, tuberosidad mayor del estomago, porción terminal del colón transverso y superior del colón descendente.

b) Cara posterior. Mira hacia atrás y adentro. Casi plana, corresponde por su parte media a duodécima costilla, por debajo esta en relación con el músculo cuadrado de los lomos y la aponeurosis de inserción del transverso del abdomen, y por encima de la duodécima costilla se relaciona con el diafragma.

c) Borde externo. Convexo, regularmente redondeado, rebasa algo en su parte inferior el borde externo del cuadrado de los lomos. Está en relación:

- El borde externo del riñón derecho con el hígado

- El borde externo del riñón izquierdo con el bazo y colon descendente.

d) Borde interno. El borde interno descansa sobre el psoas. Saliente por arriba y por abajo, presenta en su parte media una fuerte escotadura, con hendidura longitudinal, que constituye el hilio del riñón. Los borde del hilio anterior, superior e inferior son saliente, convexos, el borde posterior es rectilíneo. El hilio da acceso a una cavidad llamada seno del riñón y da paso a los vasos, a los nervios y al conducto excretor del órgano, que forman en conjunto el pedicuro renal. Todos los elementos del pedicuro renal están sumergidos en un tejido célulo-grasiento, separado de la cápsula adiposa por la fascia perirrenal. Este borde está en relación con la glándula suprarrenal, con el uréter y finalmente el borde interno se proyecta por debajo de la duodécima costilla, sobre las apófisis costiforme de las dos primeras vértebras lumbares.

e) Extremidad superior. La extremidad superior es redondeada y roma, está en relación con la cara interna de la undécima costilla; está coronada por la cápsula suprarrenal y además a la izquierda con el vértice del bazo.

f) Extremidad inferior. Descansa sobre el psoas y el cuadrado de los lomos. Está en relación con la apófisis transversa de la tercera vértebra lumbar.

El riñón se compone esencialmente: 1º de una cubierta fibrosa o cápsula; 2º de un parénquima renal; 3º de un estroma.

- Cubierta Fibrosa o cápsula: Reviste la superficie exterior, A nivel del hileo se introduce en el seno, lo tapiza y se continua con la túnica conjuntiva de los cálices y de los vasos en el momento que estos se introducen en el parénquima renal, su coloración es blanquecina y es muy delgada 100 a 200 m, pero muy resistente.

- Parénquima Renal: formado de dos substancias una central o medular y otra periférica o cortical.

1) Sustancia Medular firme y resistente, de un color rojo más o menos oscuro, formada por pequeñas superficies triangulares, estriadas paralelamente al eje mayor de las pirámides. Estás zonas triangulares representan la sección de una masa cónicas llamadas pirámides de Malpighi. Estas pirámides son en número de diez o doce. Su vértice sobresale en el seno y constituye las papilas.

2) Sustancia Cortical. Es menos dura que la medula y de un color más o menos amarillo rojizo, rodea a las pirámides de Malpighi excepto las papilas. Forma por una parte, una gruesa capa periférica que separa la base de las pirámides de Malpighi de la superficie del riñón. Por otra parte penetra entre las pirámides de Malpighi, estás prolongaciones que separan las pirámides de Malpighi se llaman columnas de Bertin.

La sustancia cortical se compone de dos partes: las pirámides de Ferrein y el laberinto:

- Las pirámides de Ferrein, de aspecto estriado, como las pirámides de Malpighi, parece que prolongan a estas hasta la superficie del riñón; se extiende en efecto estrechándose desde la base de las pirámides de Malpighi hasta la proximidad de la periferia del riñón, que no llegan a alcanzar.

- El laberinto, de aspecto granuloso debido a la presencia de corpúsculos de Malpighi, separa las pirámides de Ferrein una de las otras y de la superficie del riñón. El laberinto también constituye las columnas de Bertin.

- Lóbulos de riñón: Los riñones del hombre se componen de varios lóbulos unidos entre si. Está formado cada lóbulo por una pirámide de Malpighi, con toda sustancia cortical que rodea a la pirámide y la prolonga hacia la superficie del riñón. Los lóbulos se dividen a su vez en lobulillos (400 a 500) para cada lóbulo, están representados por la pirámide de Ferrein, con toda la sustancia cortical que la rodea. Cada lobulillo a su vez se puede descomponer en tubos uniferos.

- Tubo unifero: El parénquima renal está esencialmente constituido por los tubos uniferos. Cada tubo tiene 6 a 8 cm. de largo, se extiende de un corpúsculo de Malpighi a uno de los orificios de la área cribosa. Al principio, al salir de un corpúsculo, presenta una parte estrechada llamada cuello. Luego se ensancha y se hace fuertemente flexuoso (tubulo contorneado proximal). Después describe una curva en forma de asa, el asa de Henle, con una rama descendente estrecha y una rama ascendiente ancha. El tubulo unifero se hace de nuevo flexuoso (tubulo contorneado distal); después, por un tubo más estrecho llamado conducto de unión, desemboca en un largo tubo rectilíneo, el conducto colector, que desciende sucesivamente a la pirámide de Ferrein y a la pirámide de Malpighi, para terminar (después de haberse reunido con cierto número de conductos similares) en el área cribosa.

Estroma del riñón. Los elementos propios del riñón están sumergidos en tejido conjuntivo, en parte muscular, que se designa con el nombre de estroma del riñón.

El riñón es una de las vísceras más ricas en vasos sanguíneos.

- Arterias del Riñón.

1) La arteria renal: Al llegar al hileo, se divide en dos ramas terminales principales, una anterior y otra posterior. La rama anterior o prepiélica, sigue por delante de la pelvis. La rama posterior o retropiélica, contornea el borde superior de la pelvis y luego desciende, por detrás de este órgano, hacia la parte media del hilio. Las dos ramas, anterior y posterior se subdividen varias veces y forman en el seno renal dos arborizaciones:

- Una anterior o prepiélica, situada por delante de los conductos excretores (cálices y pelvis).

- Y la otra posterior o retropiélica, situada por detrás de estos conductos.

Las últimas ramificaciones de la arteria penetran en el parénquima renal alrededor de cada papila y caminan por la superficie hasta llegar a su base. Estás ramificaciones llamadas arterias peripiramidales o arterias lobulares son terminales, es decir que no se anastomosan entre si.

- Las arterias lobulares que proceden de las ramas del sistema prepiélico irrigan los lóbulos anteriores o ventrales y la mitad anterior de los lóbulos polares y dorsales.

- Las que nacen del sistema retropiélico van a irrigar la mitad posterior de los lóbulos polares y de los lóbulos dorsales.

Cada arteria lobular se divide a nivel de la base de la pirámide en numerosas arteriolas interlobulillares. Cada arteriola interlobulillar gana por un trayecto incursado en semiarco un espacio interlobulillar comprendido entre varias pirámides de Ferrein y las arterias glomerulares que forman, capilarizandose los glomérulos de Malpighi.

2) Arterias de la cápsula adiposa: Proceden de diversos orígenes: arterias interlobulillares, del tronco renal y sus ramas, de las arterias capsulares y de la espermática u ovárica. Una de estás anastomosis se extiende a lo largo del borde externo del riñón, desde las arterias suprarrenales hasta una rama de la espermática y forma la arcada arterial exorrenal.

- Venas del Riñón. Presentan aproximadamente igual disposición que las arterias. Existe, junto a la bóveda arterial suprapiramidal, una bóveda venosa suprapiramidal. A esta bóveda drenan por arriba las venas descendentes, las venas interlobulillares, de arriba abajo en el espesor de la pirámide las venas ascendentes. De la bóveda suprapiramidal parten venas que llegan al seno para formar la vena renal la cual drena en la cava inferior.

Venas de la cápsula adiposa: Muy numerosas, forman una vasta red que se condensa en el borde externo del riñón formando un arco venoso exorrenal. Esta red esta en conexión además de con la vena renal, con la red venosa intrarrenal y redes venosas próximas como la del colón, diafragma, uréter, pared abdominal posterior etc., facilitando así la circulación suplementaria en caso de obliteración de una o varias venas.

- Linfáticos, se dividen en superficiales y profundos:

- Los profundos llegan al seno adosados a los vasos sanguíneos, terminan en los ganglios del pidiculo renal y en los ganglios latero-aórticos situados en el origen de las arterias renales.

- Los superficiales o de la cápsula perirrenal recorren la superficie del órgano, dirigiéndose hacia el hileo. Unos y otros van a los ganglios yuxta-aórticos derechos e izquierdos.

- Nervios: Los nervios emanan del plexo solar, del esplácnico menor y del cordón del gran simpático. Se dirigen al riñón adosados a las arterias. En el trayecto de estos nervios existen numerosos ganglios.

Los túbulos uriníferos, que transportan la orina, se abren y desembocan en tubos más gruesos, denominados cálices menores, los que se van uniendo para determinar la formación de los cálices mayores, estos convergen hacia el hilio desembocando en la pelvis renal. La pelvis renal es un receptáculo en forma de embudo, que termina por fuera del seno renal, continuándose hacia abajo con el uréter.

- URETER:

Es el conducto que transporta la orina desde el riñón hasta la vejiga. Mide entre 25 y 30 cm., con un diámetro que disminuye de arriba (6-7 mm.) abajo (2-3 mm.). Su dirección es oblicua abajo y adentro, cruzando primero la cavidad abdominal y luego la pélvica. En su recorrido abdominal, el uréter se apoya en el músculo psoas, que lo acompaña hasta la porción pelviana, donde se ubica entre el recto, que queda por detrás, y la vejiga, que queda por delante, esto es en la mujer; en el hombre, desemboca por delante de las vesículas seminales y conducto deferente, abriéndose en la base de la vejiga, en su cara posterior.

ANATOMÍA FUNCIONAL SENO URETERAL.

La existencia de 2 riñones sanos permite que se pueda suprimir uno de ellos en caso de que entre en estado patológico. La pérdida funcional de los 2 riñones es incompatible con la vida. En este caso se recurre a la hemodiálisis, y en casos extremos, al transplante de riñón. La orina emitida por cada riñón es discontinua y no se detiene en la pelvis renal; llega a la vejiga por eyaculaciones sucesivas, causadas por los movimientos peristálticos del uréter.

- VEJIGA:

Es un reservorio de orina ubicado en la pelvis menor. Tiene una capacidad de entre 250 y 300 cm3.

1) CARA ANTERIOR: cuando la vejiga está vacía, se relaciona con el pubis; a medida que se va llenando, asciende y se aplica a la cara anterior de la pared abdominal, separada de ella por el saco prevesical.

2) CARA POSTERIOR: en estado de repleción (cuando está repleta), mira hacia atrás y arriba, cubierta por el peritoneo. En el hombre esta zona se relaciona con el recto. En la mujer, con el cuerpo del útero, separado por el fondo de saco vesicouterino.

3) CARAS LATERALES: en el hombre se relaciona con los conductos deferentes; en la mujer, con el ligamento redondo.

4) VÉRTICE: mira al ombligo, al que se une por 3 repliegues fibrosos: un cordón medio, llamado uraco, y 2 laterales, que corresponden a las arterias umbilicales obliteradas (o cerradas).

5) BASE: es una porción fija; mira abajo y atrás.

En el hombre comprende 2 porciones:

- SUPERIOR: que se relaciona con las vesículas seminales, con el conducto deferente y la llegada de ambos uréteres; por detrás de estos elementos, el fondo de saco vesicorectal.

- INFERIOR: se aplica sobre la próstata; aquí se encuentra el orificio de la uretra.

En la mujer: la base se relaciona con la porción inferior del cuerpo del útero y con el cuello y la cara anterior de la vagina. Así, en la base de la vejiga encontramos 3 orificios:

- Medio: redondeado, que corresponde al orificio de la uretra, denominado también cuello de la vejiga.

- Dos orificios laterales: ovalados, que corresponden a la desembocadura de los uréteres: los orificios ureterales.

Al unir los 3 orificios se forma un triángulo, denominado triángulo vesical o de Lieteaud. El cuello de la vejiga está provisto de un esfínter liso, que impide el derrame de orina de la vejiga a la uretra. En el hombre, además impide la penetración de esperma desde la uretra a la vejiga.

- URETRA:

Es el conducto evacuador de orina desde la vejiga. En el hombre, además es conducto evacuador del producto de secreción de las glándulas genitales, esto es, tiene un rol genitourinario.

1) URETRA FEMENINA.

Va desde el cuello de la vejiga a la vulva. Sigue una dirección algo oblicua abajo y adelante, muy cercana a la vertical. Presenta 2 porciones: una superior o intrapélvica, que está envuelta por el denominado esfínter estriado, que le forma un anillo completo; y una porción inferior, denominada porción perineal, que es la que cruza el periné por delante de la vagina, para terminar en el meato urinario. Mide más o menos 3 cm. de largo y 7 mm. de diámetro.

2) URETRA MASCULINA.

Se extiende desde el cuello de la vejiga al cuello del pene. Sigue el siguiente trayecto: desde el cuello de la vejiga y algo adelante, corriendo en el espesor de la próstata; se acoda así en ángulo recto por debajo del pubis para dirigirse hacia adelante y algo hacia arriba, cruzando el periné envuelta en esta parte por el esfínter estriado. Esta porción está rodeada con los cuerpos cavernosos u órganos eréctiles, que la envuelven y acompañan hasta la terminación; luego se vuelve a acodar y penetra en el pene, dirigiéndose hacia abajo; atraviesa el glande y se abre en el meato urinario. Este segundo ángulo desaparece cuando el pene está en erección, o bien cuando es traccionado y elevado para efectuar algún sondaje uretral. Al

traccionar el pene hacia abajo y adelante, se deshacen prácticamente los dos ángulos, quedando casi rectilínea, esta maniobra se utiliza para introducir elementos rígidos, como el cistoscopio. Se le describen 3 porciones de la uretra masculina:

PROSTÁTICA: desde el origen al vértice de la próstata. Mide más o menos 3 cm. En la cavidad de esta porción prostática, por su cara posterior, existe una saliente denominada veru montarum, en cuyo centro hay un resto embrionario denominado utrículo prostático, a los lados del cual desembocan los conductos eyaculadores derecho e izquierdo, que traen la esperma hacia la uretra durante la eyaculación. En el resto de la uretra prostática existen pequeños orificios de desembocadura de glándulas prostáticas.

MEMBRANOSA: porción que atraviesa el periné. Se extiende desde el vértice de la próstata hasta la entrada a los cuerpos esponjosos. Se encuentra rodeada por el esfínter estriado. Mide 1 cm.

URETROESPONJOSA: va en el espesor de los cuerpos esponjosos. Tiene 2 segmentos: perineal y peniana. En total mide 12 cm.

Por tanto, toda la uretra masculina alcanza los 16 cm. El extremo posterior de los cuerpos esponjosos recibe el nombre de bulbo del pene; es una dilatación por donde penetra la uretra. Allí se ubican las glándulas bulbouretrales o de Cowper, que vierten su contenido a la uretra. La uretra esponjosa y el cuerpo esponjoso se alojan en un canal cóncavo hacia atrás, dejado por los cuerpos cavernosos. Al llegar al glande, la uretra pierde su envoltura esponjosa para terminar abriéndose en el meato urinario, después de atravesar el glande.

- ANATOMIA FUNCIONAL VESICOURETRAL

Se denomina micción a la emisión de orina al exterior a través de la uretra, lo que se produce por contracción de la musculatura vesical, relajación del esfínter liso y aumento de la presión abdominal, lo que asegura el vaciamiento. La inflamación de la mucosa vesical se conoce como cistitis, la que se manifiesta con constantes deseos de orinar sin que la vejiga llegue a su capacidad. En casos de embarazo, la vejiga se relaciona con el útero y, estando este ocupado, también se manifiesta el deseo de orinar sin que la vejiga haya llegado al estado de repleción.

Tema 2

En su afán de producir energía metabólicamente utilizable (ATP), las células producen sustancias de desecho. Estas salen con el líquido tisular, hasta el torrente circulatorio. Uno de los desechos metabólicos más importantes, el anhídrido carbónico, es eliminado por los pulmones; pero existen otros no tan fáciles de excretar y para ello el cuerpo posee órganos especialmente constituidos y de volumen considerable:

Los riñones.

Los riñones reciben cada minuto más de la quinta parte del volumen sanguíneo total del cuerpo, en ellos los desechos metabólicos son eliminados continuamente y concentrados en la orina; ésta sale del riñón por los uréteres y va a parar a la vejiga urinaria, donde se acumula hasta ser evacuada periódicamente y a voluntad a través de un conducto impar, la uretra. Los riñones, los uréteres, la vejiga urinaria y la uretra constituyen el aparato urinario. Además de excretar productos de desecho del metabolismo celular, los riñones ayudan a mantener el volumen de los fluidos corporales y el control del equilibrio mineral. Tienen función endocrina, pues elaboran hormonas como la Renina, Eritropoyetina y Medulipina I. Intervienen en el control del Ph y la tensión arterial y desempeñan una función importante en el metabolismo de la vitamina D. Las numerosas e importantes acciones del aparato urinario hacen de su buen funcionamiento, una condición esencial para mantener un buen estado de salud, pues los trastornos de éste se relacionan con la aparición de estados patológicos diversos, entre los más comunes están la hipertensión arterial, síndrome nefrótico, pielonefritis e insuficiencia renal.

Los riñones son órganos pares que se localizan a ambos lados de la columna vertebral en las fosas lumbares y en posición retro peritoneal. Su estructura histológica corresponde al patrón general para órganos macizos, por tanto tienen estroma y parénquima que se distribuyen en 2 zonas; una periférica de aspecto granular: la corteza renal, en la cual existen expansiones radiadas de la médula (los rayos medulares). A su vez la zona profunda o médula posee aspecto radiado, ocupado en su mayoría por las pirámides renales entre las cuales se extienden zonas de parénquima granular que se denominan columnas renales. El aspecto granular de la corteza está determinado por la presencia en ella de los elementos de parénquima que integran el laberinto cortical.

El estroma constituido por una cápsula de tejido conectivo denso, que por la ausencia de tabiques se desprende fácilmente y tejido intersticial que rodea a todas las estructuras del parénquima, siendo más abundante en la región interna del órgano (médula).

Componentes del tejido intersticial.

Fibras colágenas, elásticas y proteoglicanos Células fibroblasticas (tienen características de una célula sintetizadora de

proteínas, producen la Medulipina I y componentes de la matriz intersticial) Linfocitos Células mononucleares (se consideran estadios tempranos de la línea

monocito macrófago)

El parénquima del riñón está constituido por los tubos uriníferos, que a su vez se componen de:

Nefrona Sistema colector

2.2.1.- Nefrona

Es la porción más larga del tubo urinífero y cada una contiene cuatro segmentos diferenciables morfológicamente, dispuestos cada una en un nivel particular de la corteza y la médula y con un epitelio característico.

1- Corpúsculo renal

- Glomérulo renal- Cápsula de Bowman (tiene una hoja parietal de células epiteliales planas y una visceral de podocitos)- Espacio capsular o de Bowman.

- Glomérulo renal o corpúsculo de Malpighi: Representa el extremo dilatado de forma esferoidal (150 a 250 micrones de diámetro) del tubo urinífero, que ha entrado en íntima relación con la circulación sanguínea y que está localizado en la sustancia cortical o laberinto. Se encuentra formado por 2 componentes: el glomérulo vascular y la cápsula de Bowman. El glomérulo vascular consiste en un cierto número de asas capilares interpuestas entre una arteriola que llega: aferente, y otra que sale: eferente, por lo tanto se constituye una red admirable de tipo arterial. Al penetrar en el corpúsculo renal la arteriola aferente se divide en 4 o 5 capilares gruesos, los cuales se subdividen en un sinnúmero de capilares menores, de curso muy irregular con múltiples anastomosis entre ellos. Este conjunto de capilares menores salidos de las 4 o 5 ramas más gruesas en que se dividió la arteriola aferente, tienden a permanecer agrupados, esta es la razón que en oportunidades se habla de lóbulo o lobulillo para destacar esta situación de distribución de los vasos sanguíneos intracorpusculares. Los capilares constituyentes del glomérulo vascular poseen paredes muy delgadas con perforaciones o fenestraciones. Dichos poros, generalmente de contorno circular, están dispuestos con gran regularidad. Carecen en su mayoría de diafragma que los obture, como sucede con los capilares fenestrados de otras regiones.

- La cápsula de Bowman: está constituida por 2 capas u hojas: la hoja visceral en íntimo contacto con los capilares glomerulares y la hoja parietal, separada de la anterior por un espacio aplastado, el espacio capsular o de filtración. La hoja parietal de la cápsula de Bowman está constituida por un epitelio plano monoestratificado reforzado

externamente por una delgada capa de tejido conectivo. Las células de este epitelio plano se convierten en cúbicas en el polo urinífero del corpúsculo renal, es decir, en aquel punto en que la hoja visceral, constituida por un epitelio "sui generis" cuyos componentes son los llamados podocitos. Dichos son células muy especiales que cubren incompletamente a la superficie externa de los capilares glomerulares. Presentan 2 tipos de prolongaciones, unas más largas, trabéculas o procesos primarios y otras más pequeñas, pediformes: los pedicelos o procesos secundarios. Desde las diferentes trabéculas que envuelven a los capilares, se desprenden de trecho en trecho los pedicelos, estructuras finas y alargadas en sentido perpendicular al eje mayor del capilar, que se apoyan en la membrana basal del capilar glomerular. Los pedicelos derivados de una misma trabécula al recubrir a un capilar, dejan amplias separaciones que son cubiertas por los pedicelos desprendidos de trabéculas vecinas, es decir, se van imbricando los pedicelos de podocitos adyacentes para tratar de dar un revestimiento completo al capilar. Este revestimiento continuo no se logra de modo que quedan pequeños espacios alargados entre cada uno de los pedicelos, espacios que constituyen las hendiduras de filtración, cuyo ancho oscila entre 200 a 400 A y que se encuentran obliteradas por la llamada membrana de filtración. Esta membrana no es una unidad de membrana sino que es una estructura filamentosa finísima.

- Células Mesangiales: Además de las células que constituyen el endotelio y los podocitos de la hoja visceral, existe un tercer componente celular dentro del corpúsculo renal, se trata de las células mesangiales, o simplemente mesangio, elementos que se ubican entre los ovillos o asas capilares, de allí el nombre de células intercapilares que también se les da. Son células derivadas del mesenquima y estructuralmente similares a los pericitos de los vasos sanguíneos de otros territorios. Se encuentran envueltos por una capa glicoproteica que se fusiona con la lamina basal del endotelio. En condiciones normales son poco numerosos, pero en determinadas enfermedades proliferan notablemente. Las células mesangiales son estrelladas de citoplasma claro. Tienen propiedades fagocíticas y se supone que participen en el recambio de la lámina basal eliminando de ellas los residuos de la filtración. La matriz mesangial está formada por proteínas como la fibronectina y laminina.

Su pared está constituida por un epitelio formado por células cúbicas o prismáticas que presentan largas y tupidísimas microvellosidades orientadas hacia el lumen del conducto (ribete en cepillo), se caracteriza por el número de mitocondrias y la complejidad de las

uniones intercelulares, que disminuyen gradualmente de un tipo celular a otro, son ricas en fosfatasa alcalina y enzimas oxidativas. Las células de su pared no tienen límites claros y se ven bien teñidas al microscopio de luz. Estas y la irregularidad de su lumen, son características que nos permiten reconocerlo al microscopio de luz.

Para su estudio histológico lo podemos dividir en: Segmento recto proximal, Segmento delgado, Segmento recto distal.

Tubo recto proximal: es la continuación del segmento anterior dentro del rayo medular o en la zona externa de la medula renal. Es un segmento corto que no sobrepasa los 5 mm. (nefrones largos) y constituye la primera porción de la rama descendente del asa de Henle. La constitución histológica de su pared es similar a la del tubo contorneado, con pequeñas diferencias como la leve disminución en su altura, menor interdigitación de los límites intercelulares, menor cantidad de mitocondrias y menor número de lisosomas.

Segmento delgado: en la mayoría de las oportunidades, es aquel tubo que iniciándose en la rama descendente del asa de Henle forma la vuelta del asa (su horquilla) y se continúa posteriormente con la rama gruesa (ascendente) de asa de Henle. La localización topográfica del segmento delgado varía de acuerdo al tipo de nefrón que se trate. Aquellos nefrones que poseen su corpúsculo renal ubicados en la parte externa de la corteza, constituyen los nefrones corticales o nefrones cortos; en cambio aquellos situados en la porción profunda de la corteza, próximos al limite corticomedular constituyen los nefrones yuxtamedulares o nefrones largos. En los nefrones largos la longitud del segmento delgado varía entre 5 y 10 mm, y está localizado en la zona medular externa e interna. En cambio en los nefrones cortos, este segmento no va más allá de los 2 mm de longitud y está localizado solamente en la medula externa. El diámetro externo del tubo delgado alcanza entre 15 y 20 micrones. Su pared está constituida por células epiteliales aplanadas que poseen cortas y escasas microvellosidades. Este epitelio se implanta en una delgada lámina basal que lo une y separa al mismo tiempo del intersticio repleto de vasos sanguíneos.

Tubo recto distal: constituye gran parte de la rama ascendente del asa de Henle (porción gruesa ascendente). Puede alcanzar hasta unos 10 mm de longitud (nefrones largos) y un diámetro externo de 30 a 35 micrones. Topográficamente se inicia en la pirámide de Malpighi (zona medular externa) y se introduce en el mismo rayo medular (pirámide de Ferrein) que contienen al segmento descendente de la misma asa de Henle. Su pared está constituida por células epiteliales cúbicas, más bajas y angostas que las células constituyentes del

segmento recto proximal. Ausencia de ribete en cepillo, solo escasas y pequeñas microvellosidades.

En él se destacan dos porciones:

Recta medular o Cortical o Mácula densa

Contorneada

Tubo contorneado distal: es la continuación sinuosa del anterior (recto distal), ubicado en plena sustancia cortical, y que termina uniéndose a la porción arciforme o comienzo del conducto colector. El segmento recto distal al convertirse en tubo contorneado distal contacta con el glomérulo de origen del tubo urinífero, y atravesando entre ambas arteriolas entra en relación con la arteriola aferente y con el mesangio extraglomerular, constituyendo el llamado complejo yuxtaglomerular. La longitud del segmento contorneado es aproximadamente 5 mm y su diámetro externo de 30 a 50 micrones. Su pared está constituida por un epitelio cúbico monoestratificado, que limita un lumen amplio y regular. Estas células son mas pequeñas que las del contorneado proximal, no presentan ribete en cepillo, solo algunas escasas microvellosidades.

La macula densa: es aquella modificación que experimenta el epitelio que reviste al tubo distal en el sitio en que entra en contacto con la arteriola aferente y aun en oportunidades con la arteriola eferente del corpúsculo renal. En dicho lugar las células epiteliales cúbicas se convierten en elementos prismáticos altos y angostos, provocando un engrosamiento de la pared del tubo distal. Al mismo tiempo la porción basal de estas células entra en intima conexión con las células yuxtaglomerulares, quedando separados los elementos epiteliales de las células yuxtaglomerulares por una delgadísima membrana basal. Dicha macula densa es una formación discoidea que marca el limite entre la porción recta y contorneada del tubo distal.

Presenta una porción principal rectilínea ubicada topográficamente en un rayo medular, que se continúa luego por la pirámide de Malpighi hasta la papila renal. Este segmento colector se inicia en la sustancia cortical por las llamadas porciones arciformes que están unidas a los tubos contorneados dístales por los segmentos o piezas de conexión. Su longitud promedio es de 20 mm y su diámetro externo varía desde 50 micrones en su inicio (porción arciforme) hasta 150 a 180 micrones en la zona medular interna, donde pasan a constituir los conducto papilares o de Bellini. Su pared esta constituida por elementos cuboides en los más delgados, y por células epiteliales francamente prismáticas en los más gruesos.

Dos tipos celulares la constituyen: las principales o claras y las intercaladas u oscuras. Las oscuras presentan un mayor número de microvellosidades y se encuentran en la corteza y gran parte de la medula, desapareciendo en la región papilar. Al microscopio óptico es fácil reconocer el corte de los conductos colectores: su amplio diámetro, sus límites celulares precisos, el citoplasma predominantemente claro de sus células y una aparente desigualdad de altura que muestran sus elementos constituyentes.

Tubo papilar: el conducto papilar o de Bellini, constituye el conducto excretor propiamente tal de la glándula exocrina. Son tubos cortos ubicados en plena papila renal, que representan la continuación de la confluencia de varios conductos colectores, y desembocan en el vértice de la papila renal, por 15 a 25 orificios, que constituyen el área cribosa. Su diámetro externo oscila entre 200 y 300 micrones y su pared está constituida por un epitelio prismático monoestraficado bastante alto, que en su desembocadura, puede convertirse en pseudoestratificado y aun estratificado, puesto que se va a continuar con el epitelio estratificado polimorfo que reviste externamente a la papila renal y que luego se continua con el revestimiento interno del cáliz menor.

A nivel de los capilares glomerulares existe una estructura que funciona como un filtro selectivo de moléculas que viajan en la sangre, la barrera de filtración. Está constituida por:

Endotelio fenestrado de los capilares glomerulares Lámina basal del endotelio capilar Lámina basal de los podocitos Hendidura entre los pies de los podocitos

Las láminas básales fusionadas forman la única estructura continua y por tanto la verdadera barrera. Contiene una sialoproteína cargada negativamente (podocalixina), que aporta selectividad a la barrera.

En el polo vascular del corpúsculo renal, el túbulo distal toca la arteriola aferente, formando junto al mesangio, el complejo o aparato yuxta-glomerular, que desempeña importantes funciones. Sus componentes son:

Células yuxta-glomerulares (YG): Las células yuxtaglomerulares no son otra cosa más que modificaciones que experimentan las células musculares lisas de la arteriola aferente y excepcionalmente las de la arteriola eferente justamente antes de penetrar en el glomérulo renal. Estas modificaciones consisten en que las células musculares lisas se convierten en células epiteliales, con abundante retículo endoplasmatico rugoso, un complejo de Golgi bien desarrollado y numerosos gránulos de secreción. en lugar de míofilamentos. Su función es la secreción de la hormona Renina. Mácula densa: las células epiteliales del túbulo distal, en contacto con las arteriolas sufren modificaciones en su estructura. Su función se supone relacionada a las YG.Células de Lacis: son una continuación de las células mesangiales y tienen igual estructura. Se les atribuyó la producción de Eritropoyetina, pero actualmente se considera que esta hormona es elaborada por las células endoteliales de los capilares peritubulares o las células intersticiales.

Están formadas por los cálices menores, cálices mayores, pelvis renal, uréteres, vejiga y uretra. De manera global se pueden diferenciar 3 capas constituyendo su pared: mucosa, muscular y adventicia. La capa muscular es generalmente bien desarrollada y su contracción moviliza la orina hacia su lugar de salida.

1) URETER: Conducto que se inicia en la pelvis renal y llega a la vejiga. Tres capas constituyen su pared:

a) Mucosa: esta constituida por un epitelio de revestimiento y un corion conectivo subepitelial. El epitelio es estratificado polimorfo, de 5 a 6 estratos celulares de grosor cuando está contraída y disminuye a 3 o 4 cuando la pared del órgano está distendida. Presenta pliegues que abarcan también al corion subepitelial que es un tejido conectivo con abundantes redes elásticas más denso en la porción contigua al epitelio.

b) Capa muscular: se pueden distinguir 2 estratos de músculo liso: uno interno longitudinal y uno externo circular, pero se trata de 2 capas o estratos mal sistematizados, con múltiples fascículos anastomóticos y abundante tejido conjuntivo interpuesto. En su tercio inferior, la pared del uréter presenta una tercera capa muscular de disposición longitudinal, situada externamente a la capa media circular.

c) Adventicia: por fuera de la capa muscular encontramos una cubierta de tejido conectivo laxo con abundantes vasos sanguíneos, linfáticos y nervios: corresponde a la adventicia

Cálices menores, mayores y pelvis: su pared presenta una estructura similar a la del uréter pero más delgada y con menor desarrollo de la capa muscular.

Vejiga urinaria: tres capas fácilmente observables forman su pared: mucosa, muscular y adventicia (serosa) y además se puede ver una cuarta capa, la submucosa, especialmente cuando el órgano está vacío. Esta submucosa corresponde a la porción más externa del corion. La mucosa esta formada por un epitelio polimorfo y con pliegues cuando el órgano está vacío. La submucosa estaría constituida por un tejido conjuntivo laxo. La musculatura presenta una disposición plexiforme. La capa externa está formada en sus ¾ partes por una adventicia de tejido conectivo laxo, en tanto que el ¼ restante que corresponde a su cara superior, está cubierta por la hoja visceral del peritoneo o serosa, constituida por un mesotelio y una lamina propia conectiva.

Uretra femenina: esta formada por una capa mucosa y una muscular. La mucosa presenta en su porción junto a la vejiga un epitelio polimorfo. El resto puede variar siendo plano estratificado no cornificado e incluso en algunas porciones un epitelio prismático pseudoestratificado. Esta mucosa presenta pliegues longitudinales, existiendo glándulas de Littré en escaso número, que desembocan en su lumen. El corion abundante está formado por un tejido conjuntivo que posee gran cantidad de fibras elásticas y un plexo venoso de delgadas paredes. La capa muscular está formada por amplios fascículos lisos dispuestos en una capa longitudinal interna y circular externa, aunque sus límites son poco precisos, puesto que muchos de estos fascículos penetran al corion terminando entre las venas. En la porción próxima a su desembocadura esta capa muscular es reforzada por manojos musculares esqueléticos que constituyen el esfínter de la uretra.

Uretra masculina: conducto de unos 20 cm. de longitud que pertenece a la vía urinaria y también a la vía genital. Anatómicamente se le distinguen 3 porciones: prostática, membranosa y cavernosa. La porción prostática (3 a 4 cm. de longitud) corresponde a su segmento inicial que atraviesa la próstata y cuya pared está formada por una mucosa y una muscular. La mucosa presenta un epitelio polimorfo y un corion de tejido fibroelástico con abundante irrigación. La muscular presenta fascículos de músculo liso dispuestos en una capa longitudinal interna y circular la externa. En su lumen vienen a desembocar numerosos conductos excretores de la próstata. La porción membranosa se extiende a través del diafragma urogenital y

mide alrededor de 1 cm. de longitud. Su mucosa está constituida por un epitelio de revestimiento prismático estratificado o pseudoestratificado y un corion conectivo fibroelástico.

Su capa muscular está representada por fibras estriadas esqueléticas desprendidas del diafragma urogenital. La uretra cavernosa o esponjosa tiene una longitud cercana a los 15 cm., corre a lo largo del pene y está alojada en el cuerpo esponjoso. El epitelio de la mucosa es un prismático estratificado o pseudoestratificado. El corion es un tejido conectivo con gran contenido elástico y abundante irrigación. El epitelio que reviste a la fosa o porción navicular (porción dilatada final de la uretra) es un plano estratificado no cornificado. Rodeando a esta uretra cavernosa pero solo en su pared dorsal encontramos musculatura lisa dispuesta en una capa longitudinal interna y circular externa.

Anexas a la mucosa de toda la uretra pueden existir las glándulas de Littré, formaciones de carácter mucoso, especialmente predominantes en la uretra cavernosa.

Cuadro que muestras las diferencias histológicas entre éstos órganos:

ORGANO MUCOSA MUSCULAR EXTERNA Pelvis Renal

Epitelio de transición 2-3 capas de células

- Interna longitudinal- Externa circular

Adventicia

Uréter Epitelio de transición 4-5 capas de células

Dos tercios superiores (interna longitudinal y externa circular) tercio inferior (interna longitudinal, media circular y externa longitudinal)

Adventicia y Serosa al entrar a la vejiga

Vejiga Epitelio de transición 6-8 capas de células

- Interna longitudinal- Media circular- Externa longitudinal

Adventicia y Serosa en la parte posterosuperior

Tema 3

Entre la 5º y 7º semana de vida prenatal se produce el desarrollo inicial del sistema urinario que está estrechamente vinculado al del sistema genital, dado que ambos poseen un origen embriológico común. La cloaca, que es la porción más caudal y

dilatada del intestino primitivo, da origen al extremo distal del tubo digestivo, al recto y a una parte del conducto anal y además a varias estructuras pertenecientes al sistema urinario y genital.

Por detrás de la pared dorsal de la cavidad peritoneal, a ambos lados del mesenterio, se encuentran dos cordones longitudinales que llevan el nombre de crestas urogenitales. Cada una de ellas se subdivide longitudinalmente en otras dos. Las que están por dentro son las genitales y las que se encuentran por fuera son las llamadas crestas urinarias.

Figura que muestra que con el progreso del desarrollo, en el mesonefros aparecen, en la pared dorsal del cuerpo, las crestas urogenitales. Si se amplia el área demarcada por el cuadrado verde en la imagen del centro podrán verse el conducto mesonéfrico (en azul claro), el mesonefros (en azul oscuro) y el mesodermo (en verde) que cubre la cresta urogenital.

En la figura se muestra la cresta urogenital compuesta por el mesonefros (en azul) y la gónada (en rojo). Estas crestas urinarias se encuentran formadas por tres segmentos, denominados pronefros, mesonefros y metanefros.

Figura que muestra que el mesodermo intermedio aparece segmentado en unidades llamadas nefrotomas, las cuales se unen para formar un tubo longitudinal llamado conducto mesonéfrico. Los dos primeros sectores de cada cresta son recorridos por un tubo longitudinal común, cuyo nombre es: conducto mesonéfrico de Wolff. El extremo distal de este conducto desemboca en la pared lateral de la cloaca.

La luz de cada túbulo mesonéfrico o nefrotomo (en azul), se abre en la cavidad corporal, o en el conducto mesonéfrico (de Wolff).

En está figura se muestra que si se remueve una parte lateral del cuerpo a través de la línea roja en la imagen de la izquierda puede verse el conducto mesonéfrico (en azul claro) que se dirige hacia la región de la cloaca y las aperturas de los túbulos mesonéfricos (en azul oscuro), que desembocan en la cavidad corporal. El conducto mesonéfrico emite una evaginación hueca denominada yema o brote ureteral que a medida que se ramifica penetra en el interior del blastema metanéfrico.

Los mesonefros que están ubicados en las porciones intermedias de las crestas urinarias forman varios túbulos transversales pequeños, cuyos extremos desembocan en los conductos de Wolff. Los extremos mediales se asocian a capilares sanguíneos nacidos de la arteria aorta. Según el sexo del embrión, los túbulos mesonéfricos y los conductos de Wolff van a tener diferente evolución. En la mujer sufren una regresión hasta desaparecer. En el varón se convierten en los conductos excretores de los testículos. Los metanefros constituyen los segmentos más caudales de las crestas. También desarrollan túbulos metanéfricos que difieren de los anteriormente descriptos porque en lugar de desembocar directamente en los conductos de Wolff lo hacen en las ramas de las yemas ureterales.

Los metanefros con sus respectivas yemas ureterales constituyen las estructuras precursoras de los riñones. De los brotes o yemas ureterales derivan también los conductos de drenaje de la orina, es decir, uréter, pelvis renal, cálices y túbulos colectores. El blastema metanéfrico origina el sistema excretor. Los túbulos metanéfricos tienen el nombre de nefrones, que junto con sus capilares sanguíneos -derivan de la aorta-, componen las unidades morfofuncionales de los riñones.

Figura Superior. El metanefros (en verde), que formará el riñón definitivo, se origina por la inducción ejercida por el brote ureteral (en amarillo). Éste se forma como un crecimiento derivado del conducto mesonéfrico (en azul). Figura Inferior. Cuando se hace una ampliación del recuadro superior se observa la pelvis renal (en lila), los uréteres (en amarillo) y los cálices renales (en verde).

Al final del tercer mes de gestación los nefrones así formados son histológica y morfológicamente iguales a los del riñón adulto. En ese período el riñón fetal comienza a producir orina lentamente. A medida que transcurre la gestación el riñón fetal aumenta la cantidad de unidades funcionales hasta aproximadamente el término de la gestación y algunas veces continúa en el período neonatal.

Los riñones definitivos se forman en los sectores más caudales de las crestas urinarias, como dijimos anteriormente en los metanefros, a nivel de la región lumbar baja y sacra del cuerpo. Los metanefros, como las partes restantes de las crestas, se desarrollan por detrás del epitelio celómico, por lo cual se explica la localización retroperitoneal de estos órganos.

Figura que muestra el riñón definitivo, el cual asume una posición craneal con relación al resto del sistema urogenital. En la fase inicial, el blastema metanéfrico, que ocupaba una situación pélvica, está irrigado por una serie de ovillos vasculares. A partir de la octava semana el crecimiento de las estructuras abdominales desplaza a los riñones hasta su situación lumbar definitiva, finalizando este proceso a la décima semana de vida intrauterina. Obviamente, el riñón no puede ser nutrido por los mismos vasos que lo irrigaban cuando estaba en la pelvis. Va perdiendo sucesivamente ramas vasculares e incorporando otras, hasta llegar a tener definitivamente las arterias renales correspondientes.

Por debajo del nacimiento del brote o yema ureteral, el conducto mesonéfrico se amplía transformándose en una ampolla que es absorbida por el seno urogenital. El crecimiento de la porción posterior de este seno urogenital desplaza, en sentido postero-superior, la desembocadura de los uréteres con respecto a la de los conductos de Wolff. El espacio comprendido entre los cuatro orificios terminales recibe el nombre de trígono vesical, que es por lo tanto de origen Wolffiano. Debe destacarse que del seno urogenital proceden la vejiga y la mitad superior de la uretra prostática en el varón, y la vejiga y la totalidad de la uretra en la mujer. El resto de la vejiga deriva de la alantoides.

En la figura tenemos que a partir del epitelio de la cresta urogenital, se forman dos conductos (a lado y lado) paramesonéfricos (en amarillo). Estos conductos predominan en la hembra. En el macho es importante el conducto mesonéfrico (en azul claro). La porción más avanzada del brote o yema ureteral muestra cuatro mecanismos de actuación: extensión, bifurcación, inducción nefrogénica y establecimiento de la conexión con los nefrones previamente creados. El blastema metanéfrico induce al brote ureteral, a una repetida ramificación, hasta 15 generaciones.

Dado que el riñón no se desarrollará sin un brote ureteral, este también juega un rol muy importante en la inducción del nefrón, a través de la interacción con el blastema metanéfrico. Consecuentemente cualquier proceso que altere este mecanismo bidireccional a este nivel, va a provocar la formación anómala del parénquima renal y a la vez la displasia del sistema pielocalicial correspondiente. Este proceso de nefrogénesis finaliza aproximadamente a las 36 semanas de vida intrauterina. De la alteración de la secuencia evolutiva normal en las áreas mencionadas depende fundamentalmente la aparición de gran número de uropatías fetales.

En la figura superior podemos observar el mesonefros se compone de túbulos excretores (en azul oscuro) que hacen contacto por su extremo ciego con una arteriola (en rojo) y por el otro, con el conducto mesonéfrico (en azul claro). Inferiormente en mayor aumento (ampliación del cuadrado verde) Se puede ver la relación entre el vaso glomerular (en rojo en la figura de la derecha), el tejido del mesonefros (en azul oscuro en la figura de la derecha) y el conducto mesonéfrico (en azul claro en la figura de la derecha). Túbulos excretores = túbulos mesonéfricos.

Tema 4

El agua y los solutos disueltos fluyen entre los compartimentos corporales por difusión, convección o por mecanismos de transporte específicos. Las fuerzas que gobiernan estos intercambios son, principalmente, las presiones hidrostática y osmótica y para, algunos solutos que atraviesan las membranas celulares, las bombas transportadoras. Además, el organismo intercambia a diario con el medio exterior una cantidad de agua y solutos.

DEFINICIONES

a) OSMOLARIDAD:

Propiedad que tienen los solutos de ejercer una presión en el seno de una disolución. Fíjese, dos compartimentos de una misma vasija separados por una membrana semipermeable que contienen sendas soluciones a diferente concentración tienen presiones osmóticas diferentes que tienden a equilibrarse. En ausencia de barreras soluto y disolvente se mezclarían, pero la presencia de una membrana semipermeable permite pasar de un lado al otro solamente a las moléculas del disolvente. El disolvente pasará, pues, del lado más diluido hasta el lado más concentrado. El nivel de líquido baja en el primero y sube en segundo. El fenómeno cesa cuando la diferencia de presiones osmóticas queda compensada por la presión hidrostática. La diferencia de alturas entre los dos líquidos cuando se alcanza el equilibrio da una medida de la presión osmótica diferencial de las disoluciones.

b) PRESIÓN OSMÓTICA: Presión ejercida sobre una membrana semipermeable que separa una solución de un solvente, siendo la membrana impermeable para los solutos de la solución y permeable para el solvente.

c) ÓSMOSIS: Movimiento de un solvente puro, como el agua, desde una solución que tiene una concentración de soluto mas baja a otra que la tiene mas alta y a través de una membrana semipermeable, es decir, permeable al solvente pero no al soluto. La tasa de osmosis depende de la concentración del soluto, temperatura de la solución, carga eléctrica del soluto y diferencia entre las presiones osmóticas ejercidas por las soluciones. El movimiento a través de la membrana continúa hasta que se equilibran las concentraciones de las soluciones.

1) Transporte pasivo

a) Difusión

- Simple: Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente; puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de canales proteicos. Que tiene como características:

a) Ser un mecanismo de transporte pasivo, sin consumo de energía celular.

b) A favor del gradiente de concentración.

c) Involucran a moléculas e iones.

d) Las sustancias pueden atravesar fácilmente las membranas hasta que el soluto se equilibre a ambos lados de la bicapa.

e) Las moléculas de pequeño tamaño pero no cargadas se difunden más rápidamente.

- Difusión de sustancias Liposolubles: Las moléculas no polares, oxigeno, dióxido de carbono, atraviesan directamente la bicapa por su liposolubilidad.

- Difusión simple a través de los canales proteicos: Las moléculas polares atraviesan canales formados por las proteínas. Algunas proteínas transmembrana presentan una estructura tridimensional en la cual los radicales polares de ciertos aminoácidos se disponen formando un canal hidrofílico que puede ser atravesado por agua (osmosis) y por iones hidratados como el sodio, potasio. Algunos canales se mantienen permanentemente abiertos otros solo lo hacen cuando llega una molécula mensajera que se une a una zona receptora especifica e induce a una variación de la configuración que abre el canal, o bien cuando ocurren cambios en la polaridad de la membrana.

- Difusión Facilitada: mecanismo pasivo a favor del gradiente de concentración que facilita el transporte de determinadas sustancias que en general son insolubles en lípidos, monosacáridos, ácidos grasos, aminoácidos. Requiere transportadores especiales. Esta difusión es mediada por un transportador o carriers. Depende de proteínas integrales de la membrana, cada proteína transportadora es específica de una sola molécula o de un grupo de moléculas de estructura relacionada. La proteína transportadora expone los sitios de reconocimiento a una de las caras de la membrana, cuando la molécula por transportar se une a ella cambia la conformación y expone los sitios hacia el lado opuesto donde se libera la molécula.

- Difusión de agua y otras sustancias hidrosoluble:

El movimiento del agua es pasivo y depende de las diferencias (gradientes) de presión hidrostática y de presión osmótica transmembrana. Las diferencias de presión hidrostática pueden omitirse y, por consiguiente, son los gradientes de presión osmótica los que determinan los movimientos de agua. El espacio extracelular es el más expuesto a variaciones primarias de su osmolalidad, dada su relación más directa con el medio ambiente. Por lo tanto, el grado de hidratación celular depende fundamentalmente de las variaciones de la osmolalidad extracelular. Un aumento de la osmolalidad extracelular por pérdida de agua (deshidratación) causa un flujo de agua desde la célula hasta el espacio extracelular, y ambos espacios experimentan una depleción de volumen. Un descenso de osmolalidad por hiperhidratación, causa un flujo de agua hacia el interior de la célula y ambos espacios experimentan una expansión de volumen. Cuando la osmolalidad extracelular se altera por ganancia o pérdida de solutos, los volúmenes extracelular e intracelular varían en direcciones opuestas.

a) El pasaje de agua se denomina osmosis y el soluto diálisis.

- Osmosis: se define como el flujo de agua a través de membranas semipermeables desde un compartimiento de baja concentración hacia uno de concentración mayor. La osmosis se produce porque la presencia de solutos reduce el potencial químico del agua que tiende a fluir desde las zonas donde su potencial químico es mayor hacia uno menor.

2) Transporte activo

Es el transporte neto de un soluto en contra de un gradiente de concentración, no puede producirse espontáneamente, sino que requiere una fuente de energía para conducir un soluto a través de la membrana celular desde un compartimiento de baja concentración a uno de alta. Es necesaria la participación de proteínas integrales de la membrana. Dependen de fuentes primarias de energía tales como la hidrólisis de ATP por ejemplo como la Bomba ATPasa Na-K. Que tiene como características:

- Sacar iones de sodio a través de la membrana celular y al mismo tiempo introducir iones potasio a la célula. Esta bomba se encuentra en todas la células del cuerpo.

- Se encarga de mantener las diferencias de concentración sodio-potasio a través de la membrana y establecer un potencial eléctrico negativo en el interior de las células.

La proteína acarreadora es un complejo de dos proteínas globulares separadas, una con mayor peso molecular y otra más pequeña. La de mayor tamaño presenta dos características específicas para la función de bomba:

Cuenta con tres sitios (receptores) para unir iones sodio en su porción situada en el interior de la célula.

Tiene dos sitios (receptores) para iones potasio en su lado exterior

La porción interna de esta proteína adyacente o cercana a los sitios de unión para sodio, muestra actividad de ATPasa.

- Bomba de calcio:

En condiciones normales la concentración de calcio en el citosol es baja esto se logra mediante dos bombas de calcio, una en la membrana celular, que expulsa calcio hacia el exterior de la célula, la otra introduce iones calcio a uno o mas organelos vesiculares internos de la célula. La proteína acarreadora atraviesa la membrana de lado a lado y actúa como ATPasa con capacidad para desdoblar ATP igual que la ATPasa de sodio. Esta proteína tiene un sitio de unión para calcio en lugar de potasio. Existen diferentes tipos de canales de calcio en la membrana celular: canales de calcio dependientes de receptor activados por agonista, y canales de calcio dependientes de voltaje que se abren como consecuencia de cambios en el potencial de membrana.

Fíjese, en el transporte activo los gradientes iónicos y los potenciales a través de membrana suministran la energía para que se realice el transporte, cuando se debe eliminar o incorporar una molécula muy grande o incluso un microorganismo entero, la membrana misma se compromete en el pasaje de la partícula organizando una vacuola donde esta queda contenida y es transportada. Se denomina exocitosis a la salida de la materia y endocitosis a la entrada a la célula. En casos particulares el proceso recibe distintos nombres.

1) Endocitosis

- Fagocitosis: cuando se trata de la incorporación de partículas grandes, partículas sólidas, consta de dos pasos:

- Primer paso: la membrana debe reconocer a la partícula a fagocitar y unirse a ella, esta unión determina el siguiente paso

- Segundo paso: consiste en una expansión de la membrana alrededor de la partícula proceso por el cual participan microfilamentos y se gasta energía.

Finalmente, la partícula queda englobada dentro de una vacuola y puede ser digerida intracelularmente.

- Pinocitosis: cuando se trata de la incorporación de líquidos como el fluido extracelular. Es una captación inespecífica del líquido extracelular que baña la célula. La membrana plasmática rodea a una porción de este fluido y se invagina constituyendo una pequeña vacuola.

- Endocitosis Mediada por Receptor: La endocitosis mediada por receptor es muy discriminatoria y requiere el reconocimiento específico de un determinado tipo de moléculas. Para ello la membrana celular cuenta con proteínas receptoras capaces de identificarlas aun cuando se hallen en muy baja proporción y en medio de muchas otras moléculas.

Una vez formados los complejos molécula-receptor, estos se invaginan en ciertas zonas de la superficie celular, constituidas por ligeras depresiones recubiertas por una gruesa capa de proteínas asociadas a la cara citoplasmática de la membrana. Al invaginarse esta zona queda formada una vesícula revestida que inmediatamente pierde su cubierta y se fusiona con otras similares. En el interior de esta vesícula, los complejos molécula receptor se disocian y las moléculas transportadoras quedan libres. Los receptores vacíos se reagrupan en un sector de la vesícula, que se separa en forma de una pequeña vacuola, con la cual retornan a la membrana plasmática para volver a usarse. Las moléculas ingresadas mediante esta endocitosis y que han quedado dentro de la vesícula pueden tener varios destinos por Ej.:

- Atravesar la membrana de la vesícula y quedar disponible para su uso en el citoplasma, en el caso de iones y moléculas pequeñas.

- Ser sometidos a una digestión intracelular, en cuyo caso la vesícula se fusiona con un lisosoma.

En la siguiente figura tenemos un ejemplo de Endocitosis mediada por Receptor con diferentes pasos:

- Las partículas se fijan a receptores ubicados en fosas revestidas

- Por debajo de esta fosa se encuentra un enrejado de clatrina

- La fosa se invagina, la clatrina se libera

- La porción invaginada se libera formando una vesícula pinocítica.

- Receptores

Macromoléculas complejas con propiedades fisicoquímicas variable. Son glucoproteínas que actúan como receptoras para hormonas y al unirse a ellas activan una cascada de enzimas intracelulares.

Por ejemplo una hormona unida a un receptor estimulador, inicia una cadena de secuencias para activar la adenilato ciclasa y a la síntesis de cAMP. Si se uniera a un receptor inhibidor, bloquearía la síntesis de cAMP por la adenilato ciclasa.

Secuencias:

- La hormona abandona el torrente circulatorio hacia la célula blanco.

- La hormona se une al receptor estimulador que se halla en la membrana de la célula

- El receptor con una conformación alterada interacciona con la proteína G1, teniendo lugar un proceso de intercambio GTP---GDP.

- El complejo activo G1-GTP interacciona con la adelinato ciclasa, una proteína situada en la cara interna de la membrana plasmática. La AC así activada convierte el ATP en cAMP. La biosíntesis del cAMP constituye el resultado de la transmisión de la señal desde la hormona extracelular hasta el interior de la célula. También puede salir de la célula sustancias contenidas en vacuolas mediante un mecanismo inverso al de la fagocitosis. Este proceso de salida se denomina exocitosis.

2) Exocitosis

Las células pueden liberar moléculas mediante este proceso, la liberación de neurotransmisores se produce por esto. También la exocitosis es responsable de la liberación de proteínas de secreción, por ejemplo la secreción de proenzimas pancreáticas por células acinares del páncreas. La proteína que va a ser secretada se almacena en vesículas secretoras en el citoplasma. Él estimulo secretor hace que dichas vesículas se fusionen con la membrana plasmática, liberando su contenido por exocitosis.

La relación entre la presión hidrostática y la presión oncótica y el papel de esas fuerzaspara regular el pasaje de líquido a través del endotelio capilar fueron expuestas por Frank-Starling. Por lo tanto el movimiento de líquido a través del capilar está regido por está ley. En condiciones normales existe un estado muy cercano al equilibrio en la membrana capilar por el cual la cantidad de líquido que se filtra al exterior de algunos capilares iguala casi exactamente la cantidad de líquido que regresa a la circulación por la absorción de otros capilares. La siguiente tabla muestra la dinámica normal media del sistema capilar a una presión capilar funcional media de 13,3 mmHg.

Por lo tanto para la circulación capilar total se observa una cifra cercana al equilibrio entre las fuerzas totales hacia fuera, 28.3 mmHg, y las fuerzas totales hacia adentro 28.0 mmHg. Este ligero desequilibrio de fuerzas 0.3 mmHg, provoca una filtración algo mayor de líquido al interior de los espacios intersticiales en comparación con la reabsorción. A este exceso de filtración se le llama filtración neta y se equilibra por el retorno del líquido a la circulación a través de los linfáticos. La velocidad normal de la filtración neta en el cuerpo entero es solamente de 2 ml/minuto.

La pared de los capilares no constituye una barrera que se oponga a la difusión simple de la mayoría de solutos que contribuyen a la osmolalidad del medio extracelular. Sin embargo, es relativamente impermeable a las especies moleculares más grandes, como las proteínas. La agregación de estas moléculas dentro del componente vascular aumenta la osmolalidad y si no existiese una fuerza opuesta, todo el líquido extracelular pasaría al plasma.

La presión osmótica ejercida por las proteínas séricas y, en particular, por la albúmina se denomina presión oncótica o coloidoomótica. Dado que las proteínas por su gran tamaño, permanecen confinadas en el interior de los capilares, ellas ejercen la única fuerza osmótica efectiva que se opone a la salida de agua fuera del árbol vascular. El aumento de la presión hidrostática y/o la disminución de la presión oncótica de las proteínas séricas constituyen la causa más frecuente de acumulación de líquido en el espacio intersticial (edema). El equilibrio de estas fuerzas, fuerzas de Starling, es el determinante de la distribución estable del volumen entre ambos compartimentos. En general, estas fuerzas están ajustadas

de modo que alrededor de un cuarto del líquido extracelular se encuentra dentro del sistema vascular y el resto corresponde al espacio intersticial.

En relación con el extremo arteriolar tenemos que la presión hidrostática supera a la presión oncótica, por lo que el agua, los electrólitos y los nutrientes difunden al -intersticio y a las células. En el extremo venoso, en cambio,la presión hidrostáticaha disminuidopor la resistencia que opone la parte arteriolar del capilar, motivo por el cual predomina la presión oncótica de las proteínas, que han quedado más -concentradas por la salida de agua, lo que determina que el proceso se invierta, entrando agua al espacio intravascular. En el intersticio también existe presión hidrostática y coloido-osmótica, las que son pequeñas y aproximadamente iguales, por loque se anulan entre sí. La cantidad de fluido que sale en el lado arterial es mayor que la que entra en el venoso. La diferencia es drenada por los vasos linfáticos que, dentro de ciertos límites, impiden la acumulación de líquido en el espacio intersticial.

La ley de Frank Starling en los capilares puede expresarse por la ecuación:

QF = Kf [(Pc - Pi) s (pc - py)]

Qf es el flujo total de líquido a través de la membrana capilar; Kf, el coeficiente de filtración de líquido; Pc, la presión hidrostática capilar; Pi, la presión hidrostática intersticial; s, el coeficiente de reflexión; pc, la presión oncótica capilar (plasmática) y py, la presión oncótica intersticial. El estudio de esta ecuación revela la presencia de cuatro fuerzas de Starling: coloidales e hidrostáticas que actúan a cada lado de la pared capilar. La presión hidrostática dentro del capilar (Pc), es la fuerza dominante que filtra líquido fuera del espacio vascular. La presión hidrostática

intersticial (Pi) es generalmente negativa, pero se acerca a cero con acumulación de líquido de edema, y puede hacerse positiva si se acumula en grandes cantidades. La presión oncótica plasmática (pc) es la única fuerza de Starling que retiene líquido dentro del espacio vascular. La presión oncótica intersticial (py), en cambio, favorece la retención de líquido en el espacio intersticial. La concentración de proteína intersticial puede estar diluida por líquido de edema pobre en proteínas que cruza la membrana vascular.

El aumento de Pi y la reducción de py sirven como asas de retroalimentación negativa que limitan la formación de edema. Según esto, el gradiente neto de presión hidrostática (Pc- Pi), que desplaza líquido a través de la membrana, y el gradiente neto de presión oncótica, que retiene líquido dentro del espacio vascular (pc - pi), determina el flujo de líquidos a través de las membranas capilares. Por último, el sistema linfático sirve de drenaje, demorando la acumulación del exceso de líquido filtrado. De este modo el aumento de flujo linfático compensa el aumento de desplazamiento de líquido transvascular.

El coeficiente de filtración de líquido (Kf) representa la cantidad neta de líquido que cruza el lecho capilar para un desequilibrio dado de las fuerzas de Starling. Además de la propia membrana capilar, que puede ser el sitio principal de ingreso de proteínas, el movimiento de líquidos y solutos del espacio vascular hacia los linfáticos es afectado por la conductividad hidráulica de la membrana basal vascular, el gel intersticial y el linfático terminal. El coeficiente de reflexión (s) es una medida de la capacidad de la membrana capilar para servir como barrera contra el movimiento de proteínas. Para que una membrana capilar sea totalmente impermeable a las proteínas, s debe ser igual a uno y las proteínas deben ejercer toda su fuerza osmótica a través de esta perfecta membrana-barrera. Para una membrana capilar, que las proteínas pueden atravesar con tanta facilidad como el agua, s sería igual a cero y las proteínas no ejercerían ninguna fuerza osmótica. Se ha calculado, que el s promedio es de 0.9 para los lechos capilares sistémicos, y 0.7 para los capilares pulmonares.

En estados de permeabilidad capilar aumentada este valor puede disminuir a 0.4. Estos datos implican que pc - pi es máxima en el tejido sistémico intacto, un poco menor en el pulmón intacto y mínima en capilares muy permeables. En caso de membranas capilares muy permeables, el edema se forma por excesivo egreso de proteínas y líquido hacia el espacio intersticial, con reducción de la presión oncótica efectiva a través de la membrana. Las alteraciones de las presiones físicas o de la integridad de la membrana capilar pueden explicar la formación de edema.

Una de las consecuencias terapéuticas más importantes, es que el volumen plasmático no puede ser aumentado específicamente a menos que el líquido administrado contenga un coloide. La administración de solución salina a un individuo que ha perdido sangre reexpanderá el volumen del líquido extracelular, pero la mayor parte de la expansión se producirá en el compartimiento intersticial.

En el individuo adulto, el agua corporal total (ACT) se estima en un 60 % del peso corporal magro, que equivaldrían a unos 40 litros. Estos valores varían en función de la edad, sexo y hábito corporal. Así, éste valor puede ser mucho menor en un individuo obeso, alrededor del 50% del peso corporal, ya que el tejido adiposo contiene poco agua. Diagrama de los líquidos corporales, mostrando el volumen de

líquido extracelular, volumen de líquido intracelular, volumen sanguíneo y volumen total de líquidos del organismo.

Volumen extracelular (15 litros)AEC 18 L. Volumen plasmático (3 litros)VOLUMEN SANGUINEO 5 L. Volumen de hematíes (2 litros)AIC 27 L. Volumen intracelular (25 litros)

- El ACT se distribuye en 2 compartimentos principales:

1-El Agua Intracelular (AIC) que corresponde a dos tercios del ACT, unos 25 litros aproximadamente.

2-El Agua Extracelular (AEC) que representa el tercio restante y que se distribuye entre los compartimentos intersticial, plasmático y transcelular, constituyendo los 15 litros de agua restante.

Este volumen de líquido transcelular, estimado en un 2,5 % del ACT, incluye los fluidos formados por glándulas (glándulas salivares, páncreas) así como los líquidos del líquido cefalorraquídeo, árbol traqueobronquial, tracto gastrointestinal, sistema genitourinario y ojos (humor acuoso). Además, hemos de asumir que 1/4 del AEC se encuentra en el espacio vascular, mientras que los ¾ restantes ocupan el espaciointersticial.

Tema 5

Existen dos tipos de nefronas, unas superficiales, ubicadas en la parte externa de la cortical (85%), y otras profundas, cercanas a la unión corticomedular, llamadas yuxtamedulares caracterizadas por un túbulo que penetra profundamente en la médula renal.

Está compuesta por el endotelio fenestrado, la membrana basal glomerular y la hendidura del poro y la zona que queda entre los procesos pedicelares de los podocitos. En la fotografía siguiente, se puede observar la ubicación de las tres fases de la filtración: el endotelio con fenestraciones (F), membrana basal glomerular (MBG) y epitelio visceral, formado por los podocitos (P) que dejan ver el diafragma (D) entre los pedicelos.

- Membrana basal glomerular: es una formación común para el endotelio capilar y el epitelio glomerular, se compone de dos capas finas, la lámina basal interna y la lámina basal externa, y una capa central gruesa, la lámina densa.

Lamina al microscopio de luz que muestra: 1) Podocitos; 2) Célula pavimentosa de la capa basal externa; 3) Capilar Glomerular; 4) Célula cúbica del túbulo contorneado proximal. Al microscopio electrónico (MEC) nos muestra una zona central más ancha, electro-opaca (lamina densa) cubierta por zonas electro-lúcidas, más delgadas, una junto al endotelio y la otra junto al epitelio glomerular. De allí que la única estructura continua que existe para seleccionar las sustancias que filtran desde la sangre es esta lamina basal glomerular. Por otra parte esta lámina basal se muestra francamente engrosada o deformada en enfermedades tales como la diabetes, el lupus, etc.

Microfotografía que muestra: 1) Lámina Basal Externa; 2) Lámina Basal Interna

La membrana basal glomerular (MBG), impide el paso de macromoléculas en forma mecánica y eléctrica; esta última por la presencia de cargas negativas, proteoglicanos ricos en heparán sulfato. Los estudios con dextranos han sugerido que la integridad estructural de la membrana basal glomerular es clave para el mantenimiento de la función de permeabilidad de la barrera al agua, pequeños solutos, iones, y proteínas de menor tamaño. Sin embargo no lo es para proteínas plasmáticas mayores de 70 kDa.

Las células endoteliales y epiteliales adyacentes secretan moléculas tales como colágeno tipo IV, lámina, fibronectina,nidogén/enactina, y proteoglicanos de heparán sulfato que forman una estructura, semejante a un enrejado. Hay sitios aniónicos, los glucosaminoglicanos de heparán sulfato, en las tres capas que componen la membrana basal glomerular. Si estos se remueven, se incrementa la permeabilidad de la membrana basal glomerular.

El colágeno tipo IV es el mayor constituyente de la membrana basal glomerular. Se trata de un heterotrímero que consta de un dominio carboxiterminal no colagenoso (NC1). Las moléculas del colágeno IV pueden asociarse a través de este dominio para formar dímeros,y por medio de sus terminaciones amino formar tetrámeros.

Las macromoléculas de colágeno tipo IV compuesto predominantemente por las cadenas con isoformas 3, 4, 5, son unos bastones flexibles de aproximadamente 400 nm de largo. La cadena 3 es una de las proteínas más abundantes, esta se ensambla con las demás cadenas para formar unas estructuras altamente ordenadas llamadas protómeros. Estos son la unidad básica del andamiaje de la membrana basal, alrededor de ellos se retuercen otras moléculas constituyentes de la MBG.

En la figura se muestra la red tridimensional que compone la membrana basal glomerular como una estructura poligonal con poros que tienen de 4 a 6 nm de diámetro.

- ENDOTELIO:

El endotelio está perforado por poros o fenestraciones que permiten la separación mecánica de los elementos de la sangre y el plasma. Los poros miden 70 y 100 nm de diámetro como se ve abajo en la fotografía, donde las flechas indican los numerosos poros endoteliales.

La superficie de la célula endotelial está cargada negativamente por la presencia de una glucoproteína polianiónica, la podocalixina, que es la principal sialo-proteína glomerular. La aglomeración de

moléculas superficiales aniónicas y fenestraciones hace que el endotelio glomerular se diferencie de otras membranas plasmáticas endoteliales y que permita el paso de moléculas de bajo peso molecular. Aunque no es muy eficiente para impedir el pasaje de macromoléculas.

El riñón es el principal regulador de todos los fluidos corporales y es primariamente responsable de mantener la homeostasis, o equilibrio entre fluido y electrolitos en el organismo. El riñón tiene seis funciones principales:

a. Formación de la orina.

b. Regulación del equilibrio hidroelectrolítico

c. Regulación del equilibrio ácido-base

d. Excreción de los productos de desecho del metabolismo proteico: Por ejemplo, urea, creatinina, fósforo, etc.

e. Función hormonal: Síntesis de metabolitos activos de la vitamina D, sistema Renina-angiotensina, síntesis de eritropoyetina, quininas y prostaglandinas.

f. Conservación proteica: El riñón es capaz de efectuar estas funciones complejas porque aproximadamente el 25% del volumen de sangre bombeado por el corazón en la circulación sistémica circula a través de los riñones; por lo tanto los riñones, que constituyen cerca del 0.5% del peso total del cuerpo, reciben un cuarto de la salida cardiaca.

Cont. Tema 5

La

filtración glomerular consiste en la formación de un ultrafiltrado a partir de los 1000 y 1500 mL de sangre por minuto de plasma que pasa por los capilares glomerulares. Se denomina ultrafiltrado, pues sólo contiene solutos de pequeño tamaño capaces de atravesar la membrana semipermeable que constituye la pared de los capilares. Ésta permite libremente el paso de agua y de sustancias disueltas, con peso molecular inferior de 15.000; es totalmente impermeable, en condiciones normales, a solutos con peso molecular superior a 70.000 y deja pasar en cantidad variable los de peso molecular entre 15.000 y 70.000.

La orina primitiva, que se recoge en el espacio urinario del glomérulo, y que a continuación pasa al túbulo proximal, está constituida, pues, por agua y pequeños solutos en una concentración idéntica a la del plasma; carece no obstante, de células, proteínas y otras sustancias de peso molecular elevado. En condiciones normales, la cantidad de líquido filtrado por el glomérulo fluctúa alrededor de 120 ml/min., que representa la quinta parte del flujo plasmático renal. La relación entre filtrado glomerular (FG) y el flujo plasmático renal o fracción de filtración.

Recuerden, la filtración glomerular disminuye por los siguientes motivos a) disminución de la presión hidrostática intracapilar (hipotensión). b) el aumento de la presión coloidosmótica del plasma (deshidratación), c) aumento de la presión en el espacio de Bowman (obstrucción urinaria) d) disminución del flujo sanguíneo renal (insuficiencia cardiaca), e) disminución del coeficiente de ultrafiltración (enfermedad renal intrínseca).

- Presión de filtración: El filtrado es producto únicamente de fuerzas físicas. La presión sanguínea en el interior del capilar favorece la filtración glomerular, la presión oncótica ejercida por las proteínas del plasma y la presión hidrostática del espacio urinario actúan en contra de la filtración. La resultante del conjunto de dichas fuerzas es la que condicionará la mayor o menor cantidad de filtrado

producido por cada glomérulo. En el adulto sano, la superficie de capilar glomerular total capacitada para la filtración es de aproximadamente de 1 m2.

Pf: Phc- (Poc+Phu)

Donde:

Pf: presión de filtración (habitualmente 45 mmHg).

Phc: presión hidrostática capilar.

Poc: presión oncótica capilar.

Phu: presión hidrostática de espacio urinario.

Como se deduce de la fórmula anterior, si la Phc disminuye considerablemente, como en casos de hipotensión severa, la Pf puede llegar a cero y cesar el filtrado glomerular. Como se sabe la presión hidrostática capilar glomerular es de 60 mmHg aproximadamente en condiciones normales.

La irrigación renal representa en el hombre alrededor del 20% del gasto cardíaco, lo que significa en un hombre adulto aproximadamente de 1 a 1.2 litros de sangre por minuto, con un hematocrito de 45%, ello significa alrededor de 600 ml. de plasma por minuto (FPR) Esta irrigación se realiza con una mínima pérdida de la presión desde el ventrículo izquierdo, es decir, que a la salida de la aorta, la sangre circula por las arterias renales, terminando en la arteria aferente del glomérulo.

La distribución intrarenal del flujo sanguíneo no es uniforme, mientras que la zona cortical recibe un 75% del flujo sanguíneo, la médula solo el 25%. Así la papila renal, es el territorio menos irrigado, solo recibe el 1% del aporte sanguíneo. De la cantidad de sangre que circula a través de los capilares glomerulares, el 20% del volumen plasmático atraviesa la pared para constituir el filtrado glomerular.

- Determinante del Flujo Sanguíneo Renal: El flujo sanguíneo renal está determinado por el gradiente de presión a través de los vasos renales (la diferencia entre la presión hidrostática en la arteria renal y en la vena renal) dividido entre la resistencia vascular renal total.

La presión en la arteria renal es casi igual a la presión arterial sistémica y la presión en la vena renal es de 3 a 4 mmHg en promedio. Igual que en otros lechos vasculares, la resistencia vascular total a través de los riñones está determinada por la suma de las resistencias en los segmentos individuales de los vasos, incluso arterias, arteriolas, capilares y venas. Un incremento en la resistencia de cualquiera de los segmentos vasculares del riñón tiende a reducir el flujo sanguíneo renal, en tanto que la disminución en dicha resistencia lo incrementa si la presión en la arteria renal y la vena renal permanecen constante. Aunque los cambios en la presión arterial tienen cierta influencia sobre el flujo sanguíneo renal, los riñones poseen mecanismo eficientes para mantener el flujo sanguíneo renal y la tasa de filtración glomerular (TFG) hasta cierto punto constante en un intervalo de presión arterial entre 80 y 170 mmHg, un proceso que se denomina autorregulación. Está capacidad para la autorregulación se debe a un mecanismo totalmente intrínseco.

Recuerde, la principal función de la autorregulación en los riñones es mantener una TFG relativamente constante y permitir el control preciso de la excreción renal de agua y solutos. En general el flujo sanguíneo renal estáautorregulado en paralelo con la TFG, pero la TFG es autorregulada de manera más eficiente bajo ciertas condiciones.

Fíjense ustedes en condiciones normales la TFG es de casi 180 L/día y la reabsorción tubular es de 178,5 L/día, lo que deja 1,5 L/día de liquido para excretar en la orina. Ahora bien en ausencia de autorregulación, un incremento relativamente pequeño de la presión arterial (de 100 a 125 mmHg) provocaría un incremento similar de 25% en la TFG (desde 180 a 225 L/día aproximadamente). Si la reabsorción tubular permanece constante a 178,5 L/día, esto incrementara el flujo de orina a 46,5 litros/día (la diferencia entre TFG y reabsorción tubular) ¡ un incremento total en la orina de más de 30 veces!Puesto que el volumen total del plasma es de solo 3 L aproximadamente, este cambio agotaría con rapidez el volumen sanguíneo.

En los capilares glomerulares la presión hidrostática es aproximadamente tres veces mayor que la presión en otros capilares. Como resultado de esta gran presión, las sustancias son filtradas a través de la membrana semipermeable en la cápsula de Bowman a una velocidad aproximada de 130 mL/min.; esto es conocido como la velocidad de filtración glomerular (IFG). El IFG es un parámetro extremadamente importante en el estudio de la fisiología renal y en la evaluación clínica de la función renal. En una persona promedio sana que posee aproximadamente 2 millones de nefronas, se forman por día más de 187,000 mL de filtrado. La excreción normal de orina es alrededor de 1500 mL por día (1,5 L), lo

cual es solamente cerca del 1% de la cantidad de filtrado formado; por lo tanto el otro 99% debe ser reabsorbido.

El Índice de Filtración Glomerular (IFG) global puede disminuir por tres mecanismos:

1. Reducción del número de nefronas, permaneciendo otras intactas.

2. Caída del IFG de cada unidad nefronal (IFGNU) sin descenso del numero.

3. Mecanismo mixto con pérdida de nefronas y reducción del IFGNU de las remanentes.

Por lo tanto un paciente con un IFG global del 25%, llega a esta situación, perdiendo el 75% del parénquima y preservando solamente 500.000 nefronas ?intactas? (mecanismo 1) o con 2 millones de nefronas ?enfermas? con IFGNU reducido a 15 nl/min. (mecanismo 2) o ambos.

Tiene casi exactamente la misma que el liquido que escapa de los extremos arteriales de los capilares hacia los líquidos intersticiales. No contiene glóbulos rojos y menos de 0,05% de proteínas o menos del 1/200 de la proteína del plasma. La composición en electrolitos y otros solutos del filtrado glomerular también es similar a la del líquido intersticial. Debido a la pobreza de iones, de proteínas, cargadas negativamente en el filtrado, se establece un equilibrio de Donna que hace que las concentraciones de los demás iones negativos, incluyendo el cloruro y el bicarbonato, sea aproximadamente 5% mayor tanto en el liquido intersticial como en el filtrado glomerular, que en el plasma; y la concentración de iones positivos es aproximadamente 5% menor: También las concentraciones de sustancias cristaloides no ionizadas, como urea, creatinina y glucosa, están aumentada en aproximadamente 4%, debido a la ausencia casi total de proteínas. Prácticamente el filtrado glomerular es igual al plasma sin proteínas.

El mecanismo de retroalimentación tubuloglomerular tiene dos componentes que actúan en conjunto para controlar la TFG:

1) Un mecanismo de retroalimentación arteriolar aferente

2) Un mecanismo de retroalimentación arteriolar eferente.

Estos mecanismos dependen de una disposición anatómica especial del complejo yuxtaglomerular. El complejo yuxtaglomerular consta de células de la macula densa en la porción inicial del tubulo distal y células yuxtaglomerulares en las paredes de las arteriolas aferentes y eferentes. La macula densa es un grupo especializados de células epiteliales en los tubulos dístales que entran en contacto estrecho con las arteriolas aferentes y eferente.

Microfotografía: 1) Arteriola; 2) Complejo Yuxtaglomerular; 3) Túbulo Contorneado Distal;4) Lamina Externa de la Cápsula de Bowman; 5) Lamina

Interna de la Cápsula de Bowman

Se piensa que la disminución en la concentración de cloruro de sodio dispara una señal a la macula densa que tiene dos efecto:

1) Disminución de la resistencia de las arteriolas aferentes, lo que eleva la presión hidrostática glomerular y ayuda a retornar la TFG a la normalidad

2) Incrementala liberación de renina en las células yuxtaglomerulares.

La renina secretada por el aparato yuxtaglomerular del riñón, funciona transformando el angiotensinogeno en angiotensina I. Esta tiene un mínimo efecto sobre la presión sanguínea y es convertida por los pulmones a través de la enzima convertasa en angiotensinogeno II. Un potente vasoconstrictor que actúa en el corazón y riñones uniéndose a los receptores AT1 y AT2 de la proteína G. El receptor AT1 media los efectos de la angiotensina II, esto es vasoconstricción e hipertrofia cardiaca y arterial. El receptor AT2 tiene un efecto opuesto. En el riñón la angiotensina II contre la arteriola eferente y aumenta en está forma la presión hidrostática glomerular y retorna la TFG a la normalidad.

El término aclaración plasmática se emplea para expresar la capacidad de los riñones de limpiar o aclarar el plasma de diversas sustancias. Así si el plasma que atraviesa los riñones contiene 0,1 g de una sustancia por 100 ml. y pasa también 0,1 g de esta sustancia a la orina por minuto, entonces 100 ml de plasma son limpiados o aclarados de la sustancia por minuto.

Fíjense ustedes, la concentración normal de urea por cada ml de plasma y de filtrado glomerular es de 0,26 mg y que la cantidad de urea que pasa la orina cada minuto es de aproximadamente 18,2 mg. Por lo tanto, la cantidad de plasma que pierde totalmente su contenido de urea por minuto puede calcularse dividiendo la

cantidad de urea que pasa a la orina cada minuto por la cantidad de urea en cada ml de plasma. Usando esta formula se puede determinar el clearance de la urea:

Aclaración plasmático (ml x min.)= Cantidad de orina (ml x min.) x Conc. En orina

Concentración en plasma

Entonces, 18,2 dividido entre 0,26= 70. Esto significa que 70 ml de plasma son filtrados hacia el glomérulo y luego son reabsorbidos por los tubulos, aclarados o limpiados de urea por minuto. Van Slyke, introdujo el término de depuración (Clearance). Esta prueba de depuración ureica actualmente no pasa de tener un interés histórico, debido a que tiene una serie de limitaciones, la cantidad de urea producida diariamente varía considerablemente, de acuerdo a la ingesta proteica, el catabolismo y finalmente la conversión hepática. Así mismo las variaciones en la depuración ureica se hallan no sólo determinadas por la cantidad filtrada por los glomérulos, sino también por el flujo urinario, cuando éste se halla reducido como sucede en la oliguria, puede reabsorberse entre un 80 a 90% de urea filtrada, en tanto, cuando existen flujos elevados, la reabsorción puede descender al 30 o 40%.

El examen de la capacidad de eliminación de la creatinina compara el nivel de creatinina en la orina con el nivel de creatinina en la sangre, generalmente con base en valoraciones hecha a una muestra de orina de 24 horas y una muestra de sangre que se toma al final del período de 24 horas. La depuración a menudo se mide como mililitros/minuto (ml/min.). Debido a que la creatinina se encuentra en concentraciones estables en plasma, es filtrada libremente, no se reabsorbe y es secretada en forma mínima por los riñones, su capacidad de eliminación se utiliza para estimar la tasa de filtración glomerular (TFG). Esta tasa, a su vez, es el patrón por medio del cual se evalúa la función renal.

Tema 6

El riñón tiene la propiedad de regular al balance hídrico del organismo y sobre todo de separar la eliminación del agua de los solutos. Gran parte del volumen de agua y solutos filtrados por el glomérulo son reabsorbidos en el túbulo renal. Si no fuera así, y teniendo en cuenta el filtrado glomerular normal, el volumen diario de orina excretada podría llegar a 160 L. En lugar del litro y medio (1,5 L) habitual. En las células tubulares, como en la mayoría de las del organismo, el transporte de sustancias puede efectuarse por mecanismos activos o pasivos. En el primer caso el proceso consume energía, en el segundo no y el transporte se efectúa gracias a la existencia de un gradiente de potencial químico o electroquímico.

No obstante la creación de este gradiente, puede precisar un transporte activo previo. Por ejemplo, la reabsorción activa de sodio por las células del túbulo renal, crea un gradiente osmótico que induce la reabsorción pasiva de agua y también de urea. Por uno u otro de estos mecanismos, la mayor parte del agua y sustancias disueltas que se filtran por el glomérulo son reabsorbidas y pasan a los capilares peritubulares y de esta forma nuevamente al torrente sanguíneo.

Así como existe la capacidad de reabsorber sustancias, el túbulo renal también es capaz desecretarlas pasando desde el torrente sanguíneo a la luz tubular.Mediante estas funciones, reguladas por mecanismos hemodinámicos y hormonales, el riñónproduce orina en un volumen que oscila entre 500 y 2.000 cc. al día, con un pH habitualmente ácidopero que puede oscilar entre 5 y 8, y con una densidad entre 1.010 y 1.030. Estas variables, así comola concentración de los diversos solutos, variarán en función de las necesidades del organismo enese momento.

En el túbulo proximal se reabsorbe del 65 al 70% del filtrado glomerular. Esto se produce gracias a una reabsorción activa de sodio en este segmento, que arrastra de forma pasiva el agua. Además de sodio y agua, en este segmento de reabsorbe gran parte del bicarbonato, de la glucosa y aminoácidos filtrados por el glomérulo. El asa de Henle tiene como función, por sus características específicas, el crear un intersticio medular con una osmolaridad creciente a medida que nos acercamos a la papila renal; en este segmento se reabsorbe un 25% del cloruro sódico y un 15% del agua filtrada, de tal forma que el contenido tubular a la salida de este segmento es hipoosmótico respecto al plasma (contiene menos concentración de solutos). Finalmente, en el túbulo distal, además de secretarse potasio e hidrogeniones (estos últimos contribuyen a la acidificación de la orina), se reabsorben fracciones variables del 10% de sodio y 15% de agua restantes del filtrado glomerular.

En función del estado de hidratación del individuo,

el riñón es capaz de eliminar orina más o menos concentrada, es decir, la misma cantidad de solutos, disueltos en menor o mayor cantidad de agua. Esta es una función básicamente del túbulo renal. Además de la variable fracción de sodio u agua reabsorbidos en el túbulo proximal, la acción de la hormona antidiurética (ADH) en el túbulo colector hace a éste más o menos permeable al agua,

condicionando una mayor o menor reabsorción del 15% de ésta que llega a ese segmento y por tanto, una orina más o menos diluida.

La hormona antidiurética (ADH) es sintetizada por células nerviosas del hipotálamo y es segregada por la hipófisis. El principal estímulo para su secreción es el aumento de la osmolaridad plasmática, aunque también la estimula la disminución del volumen del líquido extracelular. La ADH actúa sobre el túbulo colector, haciéndolo permeable al agua, con lo que la reabsorción de ésta aumenta, disminuye la osmolaridad plasmática y se excreta una orina más concentrada. En situaciones de disminución de la osmolaridad o expansión del volumen extracelular se inhibe la secreción de ADH y se absorbe menos agua excretándose orina más diluida.

- La mayor parte de los iones existentes en el filtrado glomerular como el sodio, cloro, potasio, calcio, fósforo y magnesio se reabsorben casi completamente, sobre todo para mantener constante la composición química del medio interno. La reabsorción de agua y de los solutos así como la secreción en los diferentes segmentos del túbulo se realizan en forma activa o pasiva. El transporte activo determina un consumo de energía, ello implica siempre consumo de oxígeno, producción de CO2 y liberación de lactato, la energía proviene del metabolismo celular y es utilizada por las bombas de transporte. Las bombas son del tipo ATPasa que utiliza la energía desprendida de la hidrólisis de transformación de ATP a ADP. La energía se utiliza para el transporte de los solutos como el Na+; Ca+;

o el H+ fuera de la célula (Bombas Na+K+ - ATPasa, Ca++ -ATPasa e H+ - ATPasa) Algunas substancias como la glucosa, para que se realice la reabsorción requiere de mecanismos de transporte tubular (capacidad de transporte máximo) Tmg, que fluctúa entre 300 a 375 mg/min.

- En condiciones normales, toda la glucosa filtrada es reabsorbida y no aparece en la orina. Si la concentración de glucosa en sangre aumenta (diabetes) por encima de un nivel critico (umbral), la capacidad filtrada sobrepasa la máxima capacidad de reabsorción tubular y la glucosa aparece en la orina. El transporte tubular pasivo se realiza gracias a un gradiente ya sea de concentración o electroquímico, ello no requiere consumo de energía.

- El cloro se reabsorbe en forma pasiva debido a un gradiente eléctrico. Por su parte la urea es reabsorbida parcialmente en base a mecanismos pasivos, conforme el agua se reabsorbe aumenta la concentración de urea en la luz tubular, lo que determina un aumento del gradiente de concentración, que favorece la difusión de la urea hacia el interior de la célula.

- Proteínas: Una pequeña cantidad de proteínas se encuentra presente normalmente en la orina, en su la mayoría derivan del plasma, otras se originan en el tejido renal. La composición final de las proteínas en la orina, tanto en sujetos sanos como en las enfermos, es el resultado neto de tres funciones: filtración glomerular, reabsorción tubular y la adición o secreción de proteínas a la orina a través del tracto genitourinario. La perturbación de estos mecanismos conduce a la

presencia de proteinuria. Para evaluar si ésta se debe a una alteración de la filtración es necesario conocer la estructura del capilar glomerular.

La mayoría de los estudios experimentales realizados muestran que la alteración de la selectividad de la pared capilar glomerular es una combinación de pérdida de carga eléctrica negativa y de aumento del tamaño del poro. La restricción al paso de proteínas se basa en el tamaño, la carga eléctrica y la configuración estérica de la partícula. En condiciones fisiológicas, las proteínas de tamaño similar al de las inmunoglobulinas (IgG), con cargas neutras y radio molecular de 55 Ä, no se filtran debido a que sus tamaños son más grandes que los de los poros de filtración. La albúmina, un anión, cuyo radio molecular es de 36 Ä tiene baja permeabilidad, su restricción a la filtración es debido a que es repelida por la carga eléctrica negativa de la pared del capilar glomerular. Dicha carga está dada por la podocalixina, del endotelio y del podocito, y por el heparán sulfato ubicado en el ámbito de la membrana basal glomerular.

-

MECANISMO DE CONTRACORRIENTE.-

Uno de los mecanismos más importantes del riñón, consiste en la formación de una orina concentrada, cuya característica principal es que la osmolalidad exceda a la del plasma, normalmente una orina puede sufrir un proceso de concentración hasta cuatro veces, con una osmolalidad de 1.200 mOms/lt., ello se realiza mediante la reabsorción del agua y el mecanismo multiplicador de contracorriente, este se lleva a cabo gracias a la disposición anatómica que tiene el asa de Henle, la proximidad de sus dos ramas favorece el movimiento del sodio.

La rama descendente del asa es muy permeable al agua, poco permeable a la urea y totalmente impermeable al sodio. Por su parte la rama ascendente es muy permeable al sodio, poco permeable a la urea, e impermeable al agua. El líquido isotónico que proviene del túbulo proximal, conforme recorre la rama descendente se vuelve hipertónico, debido a la salida de agua hacia el tejido intersticial, alcanzando una osmolaridad de 1.200 mOsm. Este líquido que circula por la rama ascendente del asa de Henle pierde esa hipertonicidad, debida a la salida del sodio hacia el intersticio renal. Esa salida del sodio no se acompaña de agua. El sodio que ha salido de la rama descendente determina aumento de la osmolaridad en el intersticio, y como la rama descendente del asa de Henle no permite la salida del sodio, pero sí su entrada desde el intersticio, la osmolaridad de éste aumenta. En cambio el agua pasa de una rama descendente del asa de Henle hacia el intersticio y de éste a la rama ascendente. La disposición anatómica entre ambas ramas permite el pasaje de los

solutos a contracorriente desde la rama ascendente al intersticio, y de éste a la rama descendente, este efecto se multiplica a medida que se profundiza en la zona medular.

- Intercambio a contracorriente

Este mecanismo permite conservar la hipertonicidad del intersticio, creada por el asa de Henle, la disposición anatómica de los vasos rectos permite la realización del intercambio a contracorriente. Los vasos rectos descendentes (arteriolas) se continúan con los vasos rectos ascendentes (vénulas), de trayecto paralelo y sentido contrario. En su recorrido descendente, los vasos pierden agua y ganan solutos, mientras que en su trayecto ascendente, el agua pasa hacia el interior y los solutos hacia afuera. La sangre que circula por el interior de los vasos rectos medulares se equilibra con la osmolaridad intersticial. En condiciones normales, la sangre que ingresa a los vasos descendentes tiene una osmolaridad de 285 mOsm/kg., mientras que la que sale de los vasos ascendentes tiene 315 mOsm/kg., de osmolaridad. Este incremento de la osmolaridad indica que el mecanismo de intercambio a contracorriente de los vasos medulares supone la retirada de los solutos del intersticio renal e impedir su acumulación.

1) La disminución de flujo de la arteria aferente glomerular renal;

2) La disminución de Na+ plasmático (censada por la mácula densa, que es parte del aparato yuxtaglomerular renal);

3) Estímulos simpáticos (estimulación beta-1-adrenérgica de las células yuxtaglomerulares);

4) Factores locales como las prostaglandinas, la dopamina, la adenosina, y el óxido nítrico.

Un mecanismo de suma importancia es la retroalimentación negativa o inhibitoria que ejerce la angiotensina II sobre la liberación de renina. La renina actúa sobre el angiotensinógeno (tetradecapéptido) sintetizado por el hígado y el riñón, y da lugar a la formación de Angiotensina I (Ang I) que es un decapétido inactivo, que luego pierde 2 aminoácidos por la acción de la Enzima de Conversión de la Angiotensina (ECA), transformándose en el octapéptido activo Angiotensina II (Ang. II). La Ang II juega un importante papel en la regulación de las funciones renales, vasculares y cardíacas.

Sus funciones principales se vinculan a modulación (favorecedora) de la transmisión sináptica, estimulación de secreción de la vasopresina u Hormona Antidiurética Hipotálamo-hipofisaria, estimulación de la sed, vasoconstricción, estimulación de la secreción de aldosterona por la corteza suprarrenal, y acción mitogénica. Modula la excreción renal de Na+ y la contracción y relajación miocárdica y el tono vascular.

- La corteza suprarrenal produce hormonas míneralocorticoides y glucocorticoides. De las primeras la principal es la aldosterona, que actúa principalmente en el epitelio de los riñones, glándulas salivales y colon. Tiene receptores de gran afinidad que se encuentran en el hígado, cerebro e hipófisis.

Su característica acción hormonal es de producir retención de sodio y excreción de potasio. Es producida por la zona glomerulosa de la corteza suprarrenal. Son sus precursores la 18 hidroxicórticosterona, la córticosterona y la desoxicórticosterona (DOCA); la mayor proporción de córticosterona y DOCA se produce en la zona fasciculada, mientras que la mayoría de la 18-hidroxicórticosterona se produce en la zona glomerulosa. Para su secreción tiene dependencia del ACTH. La hormona regula el transporte de Na+ en las células cardiacas. Directamente estimula la síntesis del ARNm de la Na+, K+-ATPasa y la acumulación de proteínas en las células cardiacas. También activa al cotransportador Na+-K+-2Cl- para aumentar la entrada de Na+ y estimular la bomba Na+-K+. Otra acción es la de regular la entrada de Ca++ en los miocitos.

Dentro de los efectos perjudiciales de la aldosterona tenemos:

1) Pérdida de magnesio y potasio por aumento de la excreción urinaria del mismo, mas retención de sodio;

2) Potenciación de las catecolaminas;

3) Inducción de arritmias ventriculares;

4) Inducción de hipertrofia y fibrosis miocárdica;

5) Vasculopatía por disfunción endotelial, con aumento de retención de Na+, mayor generación de radicales libres y regulaciónhacia arriba de receptores de Ang II;

6) Aumento de la síntesis de PAI-1, inhibiendo así la fibrinolisis;

7) Disminución de la actividad de los barorreflejos;

8) Desarrollo de nefroesclerosis maligna. Además causaretención de Na+ y eleva la presión arterial.

La aldosterona eleva específicamente los niveles de AMPc.

El riñón es el encargado de regular el metabolismo del potasio, prácticamente

la totalidad de este ión filtrado (35 grs.) es reabsorbido a nivel del túbulo proximal (70%) y en el asa de Henle entre el 20 a 30% restante. El túbulo distal juega un papel importante en regular las necesidades metabólicas del potasio, la cantidad eliminada por la orina, se halla en relación directa con la cantidad ingerida. Además de la ingesta de potasio en la alimentación y el catabolismo celular, la eliminación por la orina se halla regulada por varios factores:

1) El nivel sérico de potasio,

2) La secreción de aldosterona,

3) El equilibrio ácido-base, sobre todo los cambios en la concentración del ion hidrogeno (porque el hidrogeno establece competencia con el potasio para la secreción a nivel de los tubulos renales)

4) El volumen del flujo urinario

5) La reabsorción de sodio en el túbulo distal.

El sodio se transporta recíprocamente a través del epitelio del tubulo distal y el tubulo colector, intercambiando por potasio, pero sin embargo el ingreso de sodio no altera la concentración de potasio, el cual permanece normal siempre y cuando permanezca normal el mecanismo de retroalimentación de la aldosterona. Si este mecanismo no funciona bien, un aumento muy neto de la carga de sodio tubular originará eliminación excesiva de potasio y una grave disminución de la concentración potásica del líquido extracelular.

Fíjense ustedes, el aumento del flujo tubular de Na+ a las porciones más dístales del nefrón se presenta en cualquier condición en que la reabsorción de Na+ y agua está disminuida en el tubo proximal y la rama ascendente del asa de Henle, tal es el caso de los diuréticos que aumentan la secreción de K+. Ya que los diuréticos producen depleción de volumen, si las pérdidas urinarias no son reemplazadas, la secreción de aldosterona aumenta, vía la estimulación del sistema renina angiotensina, aún en pacientes edematosos; este hiperaldosteronismo secundario puede contribuir aún más a la pérdida urinaria de K+. Existe además un grupo de nefropatías

perdedoras de sal que en casos graves pueden contribuir a pérdida de K+ muy importante, mayor de 200 mEq/día.

La ingestión de una dieta rica en Na+ también incrementa el flujo distal y por tanto el intercambio Na+ K+; en sujetos normales, esta maniobra difícilmente produce hipokalemia, debido en parte a que la administración de sal reduce la secreción de aldosterona; sin embargo, la administración de sal a pacientes con aldosteronismo primario produce un déficit rápido de K+, lo que se ha utilizado como prueba de detección de la enfermedad.

La hipopotasemia o la perdida excesiva de iones K desde el liquido extracelular hacia la orina, por influencia de aldosterona, disminuye su concentración plasmática (valor normal 4,5 mEq/l). Está disminución suele producir una debilidad muscular, como consecuencia de la hiperpolarización de las membranas de las fibras musculares y nerviosas, que impide la transmisión de los potenciales de acción. Por otro lado por efecto del aumento de K o hiperpotasemia por falta de aldosterona, puede aparecer una grave toxicidad cardiaca, incluyendo debilidad de la contracción y arritmias.

En condiciones

normales la concentración de calcio iónico (Ca) es mantenida dentro de límites muy estrechos (1,2 -1,3 mmol/L) por la acción de las principales hormonas: calciotrópicas, paratohormona (PTH) y el calcitriol. Sin embargo el calcio también es regulado por el riñón. El riñón, es el órgano que controla la excreción de estos metales (Ca, fósforo y Mg) hacia la orina y define su balance corporal. En condiciones normales la excreción urinaria de minerales está determinada por el balance metabólico, la expansión del volumen extracelular y la ingesta de estos elementos.

Como regula el riñón la concentración de calcio: El riñón es el principal productor de la l-hidroxilasa y por lo tanto de la

síntesis de la vitamina D (1-25D3), que a su vez es el más potente promotor de la absorción intestinal de calcio, fósforo y magnesio. Como se dijo previamente, la 1-25-D3 aumenta la actividad del remodelamiento y la mineralización esquelética e inhibe el ritmo de biosíntesis y secreción de hormona paratiroides (PTH).

Un aumento de la hormona paratiroides provoca aumento de la absorción neta de calcio por los intestinos y también por los tubulos renales. Cuando el hueso está saturado de sales de calcio y ya no puede funcionar como deposito, el exceso de iones de calcio extracelular inhibe la secreción de PTH y entonces se reduce la absorción de calcio por el intestino y por el riñón.

El equilibrio de agua en el cuerpo está controlado a través de la regulación del ingreso y excreción corporal. Habitualmente el ingreso de agua es promovido por una sensación de sed. La sed, que está regulada por un centro en el hipotálamo medio, es una defensa mayor contra la depleción de líquido y la hipertonicidad. Los riñones también pueden estar involucrados en la regulación del ingreso de agua a través del sistema renina-angiotensina. El mecanismo dela sed y la liberación de hormona antidiurética (ADH) pueden estar relacionados. Se debe recordar que al menos alguno de los centros de la sed no están conectados funcionalmente y físicamente con aquellos involucrados en la liberación de ADH.

La excreción del agua corporal está regulada principalmente por la variación del ritmo del flujo urinario. Una caída en la osmolalidad plasmática (normalmente 285 a 295 mOsm por kg. de H2O) indica un exceso de agua y produce un volumen aumentado de orina con una osmolalidad menor que la del plasma, restableciendo así la osmolalidad plasmática hacia lo normal. Cuando la osmolalidad plasmática está por encima de la normal, el volumen urinario cae y su osmolalidad se eleva por encima de la del plasma. El eje neurohipofisorrenal es en gran parte responsable de la regulación del volumen y concentración urinaria. El flujo urinario también está bajo la influencia del filtrado glomerular (FG), la condición del epitelio tubular renal y las concentraciones plasmáticas de esteroides suprarrenales.

La pérdida de agua del cuerpo como resultado de la evaporación en la piel está regulada no por la cantidad de agua corporal sino por factores independientes del agua corporal: temperatura corporal y

ambiental, presión parcial de vapor de agua en el medio ambiente y frecuencia respiratoria.

- Papel de la Hormona antidiurética (ADH):

Esta hormona, también conocida como vasopresina, controla la reabsorción de agua en los túbulos renales y regula el balance hidroelectrolítico de los líquidos corporales. Aumenta la permeabilidad de las células en los túbulos dístales y en los conductos colectores de los riñones y disminuye la formación de orina. Si la ADH está ausente, se elimina gran cantidad de orina con una densidad muy baja (poliuria), mientras que el ingreso de líquidos está aumentado (polidipsia). La secreción de ADH está regulada por la osmolalidad sanguínea. Las células del núcleo supraóptico funcionan como osmorreceptores que son sensibles a la concentración de solutos en el plasma. Cuando la presión osmótica se eleva, la secreción de ADH está aumentada. Cuando la concentración de líquidos corporales está diluida, la secreción de ADH está inhibida. Distintos trastornos pueden -afectar o ser afectados por la liberación y acción de la hormona antidiurética (ADH).

- Efecto sobre el sodio:

Los riñones están eliminando líquido constantemente y también se pierde agua por evaporación de piel y pulmones. Por lo tanto, la persona se está deshidratando sin interrupción de manera que el volumen de líquido extracelular disminuye y su concentración de sodio y de otros elementos osmolares va aumentando. Cuando la concentración de sodio sube aproximadamente unos 2 meq./litros por encima de lo normal (o la osmolalidad aumenta aproximadamente 4 mosm/litros por encima de lo normal) los mecanismos de la bebida se disparan rápidamente porque la persona ha alcanzado una sensación de sed suficiente para activar el esfuerzo motor de beber. De ordinario bebe precisamente el volumen de líquido necesario para normalizar la situación o sea alcanzar un estado de saciedad. Luego vuelve a producirse el proceso de hiperconcentración de sodio, una vez más acaba originándose deshidratación y el acto de la bebida vuelve a dispararse, este proceso sigue ininterrumpida e indefinidamente. De está forma, tanto la concentración de sodio como la osmolalidad del líquido están controlados de manera muy precisa.

Por lo tanto el mecanismo principal de retroalimentación para control de la concentración de sodio (y también de la osmolalidad extracelular) es el mecanismo de ADH-sed. En ausencia de este mecanismo no hay retroalimentación que haga que el cuerpo aumente la ingestión de agua o conserve su agua cuando aumenta la concentración de sodio.

Tema 7

1) pH: Escala que representa la acidez o alcalinidad relativas de una solución en la cual 7.0 es el valor neutro, por debajo de 7.0 se encuentran los valores ácidos y, por

encima de 7.0, los alcalinos. El valor numérico del pH indica la concentración relativa de átomos de hidrógeno presentes en la solución, tomando como punto de referencia una solución estándar, y es igual al logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno expresado en moles por litro.

2) ACIDO: es todo compuesto que puede aceptar pares electrónicos y base la que pueda cederlos. Los ácidos son electrofílicos (afinidad por los electrones) ya que no poseen electrones en su última capa.

3) BASES: son electrofobas o nucleofílicas (repulsión por los electrones o afinidad por los protones) ya que presentan pares de electrones libres en su última capa electrónica.

De las definiciones anteriores se desprende que un ácido en un compuesto que presenta cierta tendencia a transferir sus protones a la molécula del disolvente, en este caso al H2O, aumentando la concentración de H3O+, mientras una base es aquella que presenta la tendencia a captar estos protones disminuyendo la concentración de H3O+.

4) Los sistemas buffer, tampón; buffer o amortiguadores son aquellos que por estar presente en una solución impiden los cambios bruscos del pH o, mejor dicho, por su presencia se requiere mayor cantidad de ácido o base para producir el mismo cambio del pH.

En el organismo existe unsistema tampón que,contribuye a mantener estable el pH.

Esos sistemas son el fosfato y las proteínas. Mediante la aplicación de la ecuación de Henderson-Hasselbalch podemos deducir que en un individuo normal, con un pH de 7,4, la relación existente entre el bicarbonato y el ácido carbónico es de 20:1, y el organismo tratará de corregir cualquier alteración de esta relación para mantener la estabilidad de este equilibrio. Para estudiar el equilibrio ácido-básico de un paciente debemos medir por lo menos dos de estos tres parámetros: pH, pCO2 y HCO-3, obteniéndose el restante mediante un cálculo matemático (actualmente los analizadores de gases miden pH y pCO2 y calculan HCO-3). El CO2 y el ácido carbónico, cuya concentración es controlada por los pulmones, se denominan de forma genérica componente respiratorio, mientras que el bicarbonato, que es

controlado por los riñones, recibe el nombre genérico de componente metabólico o renal.

Los sistemas son: Sistema ácido carbónico-bicarbonato. Sistema fosfato diácido-fosfato monoácido. Sistema de las proteínas plasmáticas (y tisular). Sistema hemoglobina-oxihemoglobina.

- Sistema ácido-carbónico-bicarbonato

Este sistema, también llamado sistema carbonatado y más correctamente sistema ácido carbónico-hidrogenocarbonato y que en la literatura medica se sigue llamando ácido carbónico-bicarbonato, esta formado por el ácido carbónico y el bicarbonato de sodio o de potasio ya sea en el líquido extracelular o en el líquido intracelular. El ácido carbónico se forma por la unión del CO2 con el H2O, reacción catalizada por la anhidrasa carbónica. El CO2 como sabemos es el producto final del metabolismo oxidativo. Recuérdese que producto de la descarboxilación del pirúvico y de la descarboxilación del oxalosuccínico y el cetoglutárico, estos dos últimos en el ciclo de Krebs, se produce principalmente el CO2 dentro del metabolismo.El ácido carbónico es un ácido débil y se disocia en HCO3- y H+ a la par que mantiene equilibrio también con el CO2.

El sistema amortiguador ácido carbónico bicarbonato por si solo no es un sistema potente en cuanto a la regulación del pH por dos motivos. Primero su pK de 6,1 se encuentra algo lejos del pH normal de la sangre que es de 7,3-7,4 y en 2do lugar la concentración de ion bicarbonato no es muy grande es el organismo. Sin embargo, aunque esto es cierto, este sistema es uno de los más importantes en cuanto a la regulación rápida y automática del pH por la razón de que dos de sus miembros pueden ser regulados: el CO2 por el pulmón y el HCO3- por el riñón. En consecuencia el pH de la sangre y del organismo puede regularse por estos dos órganos.

Baste ahora señalar que una retención de CO2, por disminución de la respiración o por imposibilidad de eliminación del mismo, produce un incremento de la concentración de H+ en la sangre. Por el contrario un incremento de lo salida por vía respiratoria del CO2 por hiperventilación pulmonar produce una disminución de la concentración de H+. Es decir, a los efectos prácticos retener CO2 es retener ácido y eliminar CO2 es eliminar ácido. Por otra parte el riñón actúa controlando la eliminación del H2CO3-.

- Sistema fosfato diácido-fosfato monoácido.

Este sistema se conoce también como sistema fosfato monosódico fosfato disódico. Correctamente debe llamarse sistema fosfato dihidrógeno de sodio-fosfato hidrogeno disódico. Al igual que el anterior el sodio es sustituido por el potasio en el liquido intracelular (LIC). Ambos componentes del sistema son sales ácidas. En primer lugar el NaH2PO4 que actúa como la fracción ácida del sistema, mientras el Na2HPO4 actúa como la fracción alcalina. Este sistema presenta la importancia de que ambos miembros pueden ser regulados por el riñón que puede incrementar la eliminación de uno u otro miembro en dependencia del pH. Dadas las concentraciones de estos fosfatos en la sangre su papel amortiguador es bajo. Sin embargo en los líquidos intracelulares, donde los sistemas no son fáciles de valorar, sin duda este sistema sería uno de los más importante dada su concentración en el LIC.

- Sistema de las proteínas

Son las proteínas, sin dudas, los principales factores reguladores del equilibrio ácido-básico en el organismo. En la sangre están representadas por las proteínas plasmáticas (albúmina, globulina, etc.) y en los tejidos por las proteínas tisulares. El efecto amortiguador de las proteínas se debe a su capacidad anfotérica es decir actúan como base frente a los ácidos y como ácido frente a las bases. Esta propiedad de las proteínas es debida a sus aminoácidos constituyentes y más aún a los radicales de estos aminoácidos. Recordemos que un aminoácido está formado por un grupo carboxilo, un grupo amino y un radical libre, que puede tener grupos ya sean ácidos, básicos o anfóteros. Al formarse las proteínas el grupo carboxílico queda unido con el grupo alfaamino de forma que la principal capacidad amortiguadora depende de los grupos situados en los radicales. Estos grupos pueden ser de carácter ácido (R-COOH) por ejemplo en los aminoácidos aspártico y glutámico; de carácter básico (R-NH2) en los aminoácidos lisina y arginina y también de carácter anfotérico en otros aminoácidos.

Es necesario recordar que el grupo carboxílico no disociado presenta carácter ácido pero sin embargo disociado es una base conjugada. Situación semejante presentan los grupos aminos. Las proteínas que presentan histidina en su estructura tienen una alta capacidad buferante tal es el caso de la hemoglobina y otras proteínas. Todos estos grupos contribuyen a la capacidad amortiguadora de las proteínas las cuales en su conjunto representan la capacidad buferante más significativa del organismo. Esto por supuesto en dependencia de la proteína en cuestión y sus respectivos puntos isoeléctricos (PI). Se define el punto isoeléctrico de la proteína como aquella zona del pH donde esta (la proteína) presenta igual numero de grupos cargados positivamente (R-NH3+) y de grupos cargados negativamente (R-COO-).

Es decir, la mayoría de las proteínas tienen su PI por debajo del pH de la sangre. Esto hace que las mismas se comporten como ácidos débiles presentando normalmente, como sumatoria, carga negativa neta y actuando como ácido o como base según las condiciones del medio. En resumen en las proteínas están presentes todos los requerimientos ya sea como ácidos de Bronsted y Lowry y sus respectivas bases conjugadas o como base de Lewis, que le permiten utilizar ampliamente la capacidad amortiguadora dado por su condición de sustancia anfotérica. Son sin duda las más importantes en este sentido. Es necesario recordar el carácter acidificante del metabolismo, con producción de innumerables cetoácidos, hidroxiácidos etc., tales como el pirúvico, oxaloacético, láctico y muchos más, además de la producción de CO2. Todo esto requiere de sistemas óptimos de regulación, sobre todo en el ámbito celular donde las proteínas desempeñan tan importante papel. Se ha demostrado que las tres cuartas partes de todo el poder amortiguador radican en el líquido intracelular y que la mayor capacidad corresponde a las proteínas.

- Sistema hemoglobina-oxihemoglobina

El sistema hemoglobina-oxihemoglobina es el más potente sistema amortiguador de la sangre. Recordemos que la hemoglobina (Hb) esta formada por la unión del grupo hemo con la globina, proteína básica perteneciente al grupo de las histonas, rica en aminoácido lisina, arginina y sobre todo histidina que como señalamos presenta el anillo imidazólico de alta capacidad buferante. La Hb existe bajo dos formas como hemoglobina y como oxihemoglobina (HbO2).

En este sistema debemos considerar dos aspectos: uno la hemoglobina como proteína y segundo la hemoglobina en su equilibrio con la oxihemoglobina. El primero de ellos es valedero dado lo señalado anteriormente en cuanto a la función de toda proteína como sistema amortiguador.

Veamos el 2do aspecto. La función básica de la Hb es transportar el O2 de los pulmones a los tejidos pasando de hemoglobina a oxihemoglobina y viceversa. Del

pulmón a los tejidos (sangre arterial) va en forma de HbO2 y de los tejidos al pulmón (sangre venosa) viaja en forma de HbH+ (hemoglobina protonada).

La unión del O2 con la Hb se realiza por los nitrógenos pirrólicos del anillo porfirínico del grupo hemo, existiendo la posibilidad de unir cuatro molécula de O2, es decir puede existir la Hb bajo la forma de HbO2, Hb (O2)2, Hb (O2)3 y Hb (O2)4. Normalmente prevalecen las últimas formas dado el grado de saturación de la Hb que va desde un 95 a un 65% (sangre arterial, pO2 de 95mm Hg=95% de saturación; sangre venosa, pO2 de 40mm Hg=65% de saturación). El equilibrio Hb-HbO2 esta determinado por dos factores fundamentales:

Primero: Por la presión de O2. Segundo: El pH.

En el pulmón donde la pO2 es alta, la Hb fija O2 y se transforma en HbO2. En los tejidos donde la presión de O2 es más baja ocurre lo contrario. Por otra parte a mayor pH (menor concentración de H+) mayor es la saturación de la Hb con el O2, prevaleciendo la HbO2 y a menor pH (mayor concentración de H+) menor saturación con el O2 prevaleciendo la HbH+. Para comprender este efecto hay que partir de una consideración general. La Hb, como toda proteína, es un ácido débil y tiene grupos (fundamentalmente el imidazólico) que fijan H+ existiendo bajo la forma de HbH+ mientras la oxihemoglobina es un ácido menos débil que la hemoglobina (ácido más fuerte, con un pK menor) que por lo tanto aumentaría la disociación de H+ prevaleciendo bajo la forma de Hb. Es decir, el equilibrio presente sería:

HbH+ + O2 HbO2 + H+

Lógicamente si aumenta la pO2 o disminuye la concentración de H+ (aumenta el pH), el equilibrio se desplaza a la derecha, efectos contrarios desplazarían el equilibrio a la izquierda. Hechas estas consideraciones veamos como trabaja el sistema en la regulación del pH, en su relación con el ácido carbónico y el bicarbonato. En el pulmón la Hb (bajo la forma de HbH+) se combina con el O2 formado la oxihemoglobina. Esta es, como dijimos, un ácido más fuerte que la forma no oxigenada por lo que incrementa la liberación de H+. Estos H+ son captados por los bicarbonatos del sistema ácido carbónico-bicarbonato desplazándose el equilibrio hacia el CO2; expulsándose este por la respiración. Eliminando con ello ácido.

Bajo la forma de HbO2 la hemoglobina llega a los tejidos y por la baja presión de O2 libera este oxigeno. Esto hace que se convierta en un ácido más débil, es decir disminuye su estado de disociación, "recogiendo" H+ del medio tisular. ¿Y por que esto es necesario? En primer lugar en el ámbito de los tejidos está ocurriendo el metabolismo con producción de ácido y de CO2. El CO2 penetra en los hematíes y por medio de la anhidrasa carbónica forma H2CO3 el cual se disocia en HCO3- y H+. Como es lógico esto incrementaría la concentración de H+ y es por ello que aquí actúa ahora la hemoglobina recogiendo estos H+ "sobrantes".

Bajo la forma de HbH+ la Hb viaja de los tejidos al pulmón repitiendo el ciclo. Es decir todo puede concluirse diciendo que la hemoglobina transporta O2 del pulmón a los tejidos y H+ de los tejidos al pulmón. En condiciones normales, tanto los pulmones como los riñones son capaces de aumentar o disminuir el nivel de sus respectivos constituyentes tampón para alcanzar el objetivo primario; es decir, la relación 20:1, que es esencial para mantener el pH normal de la sangre.

Varios son los aspectos relacionados con la regulación renal del estado ácido-básico. A modo de síntesis estas pueden resumirse en los siguientes procesos.

Secreción de protones de H+ y reabsorción de Na+. Excreción de iones bicarbonato por la orina. Formación de NH3 y eliminación como NH4+. Eliminación de diferentes compuestos ácidos.

Por medio de estos procesos se ejecuta la función renal en cuanto a la regulación del estado ácido-básico, lo cual puede manifestarse en la elaboración de una orina desde zonas moderadamente ácidas hasta ligeramente alcalinas.

La secreción de protones de hidrogeno (H+) se realiza por las células epiteliales de los túbulos proximales, de los dístales y de los túbulos colectores. El mecanismo implica la formación, en la célula epitelial, del ácido carbónico a partir del CO2 y el H2O, reacción catalizada por la anhidrasa carbónica; su disociación en HCO3- y protones de hidrogeno y la eliminación de este último ion el cual es intercambiado por el Na+ que en forma de bicarbonato de sodio viene viajando con parte del filtrado glomerular.

La secreción de H+ por los túbulos puede continuar hasta alcanzar una orina de reacción medianamente ácida como decíamos anteriormente. La secreción de los H+ esta, como podemos observar, ligada a la reabsorción del Na+. La secreción de H+ esta determinada en primer lugar por la concentración del CO2 en el líquido extracelular. Como es lógico esto se desprende dado que el "ciclo" se inicia a partir del CO2. Es por ello que este mecanismo se incrementa por disminución de la respiración celular o por el aumento del metabolismo y disminuye por la condición contraria.

  La figura muestra la reabsorción de bicarbonato; CA: Anhidrasa

Carbónica; las líneas continuas representan el transporte activo y las punteadas el transporte pasivo.

Por este mecanismo se realiza también la reabsorción de los HCO3- del filtrado glomerular. Normalmente el filtrado contiene cantidades apreciables de NaHCO3 que de se excretado significaría una perdida de "Álcali" considerable para el organismo. Al penetrar el Na+ se forma NaHCO3 en las células epiteliales que pasa al líquido extracelular, mientras el HCO3- del filtrado al combinarse con el H+ forman H2CO3, este se disocia en CO2 y H2O pasando el CO2 de nuevo al lípido extracelular. Es lógico que los iones de HCO3- que penetran al líquido extracelular no son los mismos que los del filtrado glomerular pero el resultado neto de todo este "ciclo" es la reabsorción del HCO3- del Na+ y la secreción del H+ el cual puede combinarse con otras sustancias del filtrado y excretarse por la orina.

Este mecanismo puede modificarse según la condición del estado ácido básico. En condiciones de alcalosis el NaHCO3 del filtrado glomerular no puede ser reabsorbido totalmente y es excretado por la orina como medida compensatoria para disminuir el pH. En los estados de acidosis se segrega mayor cantidad de H+ que producen el efecto neto de incrementar la reabsorción del HCO3- compensando esta acidosis al mismo tiempo que los H+ se combinan con otros compuestos del filtrado glomerular.

El papel del pulmón en la regulación del

estado ácido-básico es muy significativo y en muchos casos, sobre todo en los niveles "fisiológicos" del pH, insustituible por los demás sistemas u órganos. El hecho esta dado por la función de este órgano en la eliminación del CO2. Ya hemos

señalado que el CO2 producto del metabolismo oxidativo en muchas células del organismo se transforma en H2CO3, ácido que se disocia en su base conjugada (HCO3-) y H+. La relación H2CO3/HCO3- dentro de los límites normales mantiene el pH también dentro de esos límites.

 

Como es lógico el papel del pulmón esta dado principalmente en su capacidad para eliminar CO2 dada la relación de este compuesto con el equilibrio antes señalado. A los efectos prácticos eliminar CO2 equivale a eliminar ácido y retener CO2 equivale a retener ácido. De esta forma por medio del incremento o la disminución de la eliminación del CO2 participa el pulmón en la regulación del estado ácido-básico. La cantidad de CO2 del líquido extracelular depende en primer grado de la intensidad del metabolismo oxidativo, el cual a su vez depende de varios factores, entre otros el aporte de O2 a los tejidos. De ello se deduce que el proceso es interdependiente y con infinidades de puntos de contacto.

Por otra parte si bien la ventilación pulmonar tiene una relación directa con el pH sanguíneo, en verdad es la concentración de H+ el factor principal en la modificación de la ventilación pulmonar dado el efecto directo de los protones de hidrógeno (H+) sobre el centro respiratorio que controla la respiración. Dada la capacidad del centro respiratorio de responder a la concentración de H+ y a su vez los cambios de la ventilación pulmonar modificar la concentración de H+, el pulmón actúa como un órgano regulador del pH por medio de un sistema de retroalimentación negativa. Es decir al aumentar el CO2, aumenta la concentración de H+ lo cual influye sobre el centro respiratorio, incrementándose la ventilación pulmonar. En ello aumenta la eliminación del CO2 y disminuye la concentración de H+ de los líquidos corporales, disminuye la influencia del H+ sobre el centro respiratorio y con ello la ventilación pulmonar y se retiene CO2 y así sucesivamente, por retroalimentación negativa, automáticamente se regula el proceso.

Por supuesto siempre que se incrementa la ventilación pulmonar se disminuye la concentración de H+ y aumenta el pH. Disminución de la ventilación pulmonar

incrementa la concentración de H+ y disminuye el pH. Es evidente también que toda alteración patológica del aparato respiratorio que afecte la eliminación del CO2 o que incremente su eliminación repercute inmediatamente sobre el estado ácido-básico. El poder amortiguador del sistema respiratorio es aproximadamente de una a dos veces mayor que todos los sistemas químicos estudiados, en este caso se trata de un amortiguador físico y no químico.

Veamos a continuación cómo se intenta

mantener este equilibrio en algunas situaciones patológicas.

- En la acidosis metabólica el riñón no elimina el exceso de iones hidrógeno y no recupera una cantidad suficiente de bicarbonato. Un nivel disminuido de bicarbonato en presencia de una pCO2 normal produce unta disminución de la relación entro el bicarbonato y el ácido carbónico (menos de 20:1), por lo que ocasiona una reducción del pH. Algunas causas de esta alteración son la cetosis diabética, la intoxicación ácida (por ejemplo, el ácido acetilsalicílico) y la acidosis láctica por sobrecarga muscular. En todas estas situaciones el organismo tiende a reponer la relación normal de 20:1 entre el bicarbonato y el ácido carbónico. A este proceso lo conocemos como compensación. En la acidosis metabólica los pulmones tienden a compensar eliminando cantidades mayores de CO2, hiperventilando. Al reducir la pCO2, como el bicarbonato está bajo por la alteración primaria, se tiende a restablecer la relación 20:1 entre el bicarbonato y el ácido carbónico y, en consecuencia, el pH se desplaza hacia la normalidad. Fisiológicamente, la compensación nunca es completa.

- La alcalosis metabólica se caracteriza por la presencia de bicarbonato en exceso y puede producirse como consecuencia del agotamiento del ácido en el organismo o de la ingestión de un exceso de base. En estas condiciones, un nivel aumentado de bicarbonato se asocia a una pCO2 normal y el resultado es un aumento en la relación bicarbonato / ácido carbónico, lógicamente con la elevación del pH sistémico. Algunas causas de este trastorno son los vómitos persistentes, el lavado gástrico, el exceso de medicación diurética y la ingestión desordenada de sustancias alcalinas. En todos estos casos el sistema reaccionará para restablecer el equilibrio entre bases y ácidos y normalizar el pH. El centro de control respiratorio inducirá una hipoventilación con retención de CO2 y, por tanto, de nuevo se compensa el aumento del bicarbonato con aumento de la pCO2.

- La acidosis respiratoria se caracteriza por la incapacidad de los pulmones para eliminar todo el CO2 producido por el organismo, por lo que la pCO2 aumenta y la existencia de un nivel normal de bicarbonato produce una disminución en la relación bicarbonato / ácido carbónico. Algunas causas de esta alteración son la enfermedad broncopulmonar, intoxicación por barbitúricos, respiración asistida mal estimada y asfixia. La compensación, en este caso, se producirá porque el riñón eliminará una mayor cantidad de H+ causando, de este modo, un incremento del bicarbonato.

En la acidosis respiratoria crónica la compensación renal es tan eficiente que nunca es necesario tratar el pH; la terapia debe estar dirigida a mejorar la ventilación alveolar, disminuir la pCO2 y elevar la PO2. Recuerde que si la pCO2 es corregida muy bruscamente, el paciente puede desarrollar alcalosis extracelular y del SNC.

- La alcalosis respiratoria se caracteriza por una eliminación excesiva de CO2 a través de los pulmones. De nuevo, la reducción de la pCO2 con niveles normales de bicarbonato aumenta la relación entre bases y ácidos, por lo que se eleva el pH. Las causas más frecuentes de este trastorno son los estados de ansiedad, fiebre alta,

anoxia e intoxicación por ciertos fármacos. En este caso, la compensación la establecen los riñones, reduciendo la producción de bicarbonato.

Hemos de recordar que, en términos generales, cuando el trastorno primario es metabólico (renal), la compensación es respiratoria y se produce inmediatamente. Por el contrario, cuando la alteración primaria es de origen respiratorio, la compensación es metabólica y los mecanismos renales que se ponen en marcha requieren varios días para llevar a cabo dicha compensación.

Métodos simples usados en clínicas con el fin de determinar el contenido

de base amortiguadora y una cantidad calificada de exceso de base.

Figura 1. Diagrama: Exceso de Base / PCO2

Este diagrama deriva del Nomograma In-Vivo de Siggaard-Andersen. Los componentes respiratorio y metabólico se utilizan como ejes. Esto tiene como objetivo el mostrar como estos dos componentes determinan el pH. La acidosis respiratoria (PCO2) acompaña al eje de las x y el Exceso de Bases acompaña al eje de las y. Los diagramas que siguen usan el eje de las Y para la Acidosis Metabólica para remarcar la relación que existe entre la Acidosis Metabólica y el Exceso de Bases Negativo.

Figura 3. Líneas de Compensación.

El Diagrama tiene tres líneas principales las cuales facilitan el reconocimiento de síndromes característicos:

1) No compensación metabólica (cero sobre la escala de acidosis metabólica)

2) No compensación respiratoria (PCO2 = 40 mmHg)

3) Compensación completa (pH = 7.4).

Las primeras líneas representan una zona en la cual se encuentran aquellos pacientes con alteraciones respiratorias agudas y descompensadas. Sin embargo, estas tres líneas son importantes porque ellas pueden ayudar a anticipar la localización de condiciones crónicas.

Figura 4. Zonas Principales.

Las condiciones crónicas se encuentran a mitad de camino entre la no-compensación y la compensación completa.

Alteraciones Metabólicas. Un paciente con una alteración metabólica no está en la línea de PCO2 = 40 ("No Compensación"), ni alcanza la línea de pH 7.4

("Compensación Completa"), sino que está a medio camino entre la no-compensación y la compensación completa.

Alteraciones Respiratorias. Un paciente con una PCO2 anormal crónicamente no permanecerá en la Línea Cero ("No Compensación"), ni alcanzará la línea de pH 7.4 ("Compensación Completa"), pero lentamente alcanzará la compensación parcial a medio camino entre la no-compensación y la compensación completa. Hay solamente una zona donde hay una ligera sobre-simplificación. En pacientes con hiperventilación crónica, la compensación a menudo produce un pH cercano a 7.4. Por lo tanto, la zona que representa la hiperventilación crónica se extiende por encima del pH 7.4.

Tarea: el alumno buscara las definiciones de pH Intracelular y ph Extracelular:

Tema 8

Los tegumentos (Figura 1) cubren todo el cuerpo y protege los tejidos más profundos de lesiones, de la deshidratación y de la invasión por organismos externos; contiene las ramas

periféricas de muchos de los nervios sensitivos; tiene una función importante en la regulación de la temperatura del cuerpo, y también en procesos excretorios y de absorción.

La piel, es el límite anatómico del organismo, constituye una barrera impermeable para casi todas las sustancias sólidas, líquidas o gaseosas, y es el principal órgano de comunicación con el exterior. Es el órgano más grande del cuerpo y comprende aproximadamente el 5% de su peso total. Tiene una superficie de 2 m2 en un individuo adulto de estatura y peso mediano.

Es lisa en algunas zonas, rugosa plegada en otras (codos); lampiña en ciertas áreas, vellosa en distintos lugares. Gruesa en determinadas locaciones (palmas, plantas), fina, transparente, plegable en otras (párpados), firme en regiones óseas, se torna deslizable y aún fláccida a nivel de las partes blandas. Los pliegues característicos que surcan la superficie cutánea aparecen en el tercer mes de la vida fetal; crecen sincrónicamente en las regiones correspondientes y no cambian de por vida en cada individuo. A nivel cutáneo se registran con gran precisión los síntomas de dolor, tacto, calor y frío, alertándose al organismo para que elabore la respuesta correspondiente. En ella se reflejan con notable elocuencia los sentimientos y emociones como vergüenza (rubor), miedo (palidez, erección de los pelos por contracción de diminutos músculos cutáneos) y ansiedad (sudoración).

Figura 1. Esquema de la Piel con Todas sus capas.

La epidermis o cutícula de la piel: es avascular y consiste en epitelio estratificado corneo (Fig. 2 y 3), y se amolda con precisión en la capa papilar del corium. Varía en espesor en diferentes zonas como en las palmas de las manos y plantas de los pies, por lo que se considera piel gruesa, la cual es espesa, dura y córnea en textura. Esto puede ser en medida, debido al hecho que estas partes se exponen a presión intermitente. Así es más en el aspecto posterior del cuerpo que en el frente, y en la zona externa que en el medio. En los párpados, escroto, y pene es sumamente delgada y delicada por lo que se considera piel fina, así como el resto del cuerpo presenta piel delgada, es decir, con un estrato córneo más delgado que en las palmas y plantas, de manos y pies respectivamente. La principal función de la epidermis es el de protección, cuando la superficie está expuesta a agentes externos perjudiciales, se proporcionan nuevas células y así se defiende la capa más profunda de la piel que es la dermis, donde se encuentran los vasos, nervios y glándulas.

Figura 2. Esquema de Epidermis.

Figura 3. Esquema de Epidermis.

Figura 4. Corte Histológico de Epidermis.

La epidermis: consiste en un epitelio estratificado que se dispone en cuatro capas que, de dentro hacia afuera son:

a) El estrato espinoso,

b) El estrato granuloso,

c) El estrato lucido

d) El estrato corneo.

El estrato espinoso: está compuesto de 4 a 8 capas de células; aquellas de las capas más profundas son de forma columnar y dispuestas perpendicularmente en la superficie de la membrana basal a la que son unidos por puentes intercelulares espinosos (Fig. 3); los estratos subsiguientes consisten en células más redondeadas o poliédricas. El sistema de engranaje de este estrato le confiere a la epidermis estabilidad contra la distorsión mecánica. (Fig. 4 y 5)

Figura 5. Corte Histológico de Epidermis, Estrato Espinoso.

El estrato granuloso: comprende dos o tres capas de células aplanadas que no poseen la capacidad de dividirse y se hallan exclusivamente dedicadas a la síntesis de queratina, contienen gránulos ricos en enzimas, que producen una sustancia oleaginosa que hace más dúctil las capas superiores y sirve como barrera para los líquidos corporales. Se supone que ellas son células en una fase de transición entre las células protoplasmáticas del estrato espinoso y las células córneas de las capas superficiales. (Fig. 6)

Figura 6. Corte Histológico de Epidermis, Estrato granuloso.

La capa germinativa contiene células basales, las cuales por división (mitosis) originan 2 células hijas, una de ellas permanece en el estrato basal y la otra alcanza el estrato parabasal (espinoso o de Malpighi). Las células parabasales se dividen y aseguran un equilibrio entre la cantidad de células formadas y la cantidad de células perdidas por descamación. El epitelio se renueva cada 20 - 30 días. Este tiempo está acelerado en ciertas enfermedades como la psoriasis. La capa córnea está compuesta por elementos amorfos en continua descamación, comprende, a su vez, dos estratos: el córneo y el lúcido.

El estrato lúcido: es un grupo celular homogéneo, compuesto de células estrechamente condensadas en las que pueden encontrar rastros de núcleos aplanados, y gránulos diminutos de una sustancia queratohialina, proporciona elasticidad a zonas sometidas a esfuerzos mecánicos (planta de la mano, planta de los pies) teniendo en estas localizaciones su grosor máximo.

El estrato corneo: consiste en varias capas de epitelio córneo en las que ningún núcleo es discernible, el protoplasma se ha cambiado por material córneo o queratina. La capa córnea regula la transferencia de sustancias químicas y agentes infecciosos hacia la dermis y previene la rápida pérdida de agua de la epidermis hacia el medio ambiente. La vitamina A regula la formación de la capa córnea y la falta de vitamina A conduce a su proliferación excesiva (hiperqueratosis). (Fig. 7). La estructura que separa a la dermis de la epidermis se denomina membrana basal. Es una fina lámina que controla el intercambio celular y molecular entre los dos tejidos e interviene en el proceso de curación de las heridas. Los tumores malignos de la piel rompen la membrana basal (invasión tumoral), comenzando aquí la expansión tumoral.

Figura 7. Corte Histológico de Epidermis, Estrato corneo.

El desarrollo de la epidermis y sus accesorios, los vellos, uñas, glándulas sebáceas y de sudor, se desarrolla del ectodermo, mientras el corium o la dermis, es de origen mesodermal. Aproximadamente la quinta semana de gestación, la epidermis consiste en dos capas de células, la más profunda corresponde a la mucosa. La grasa hipodérmica aparece aproximadamente al cuarto mes, y las papilas de la verdadera piel en el sexto mes. Se produce una descamación considerable de la epidermis durante la vida fetal, y esta epidermis descamada, se mezcla con secreción sebácea, constituye el vernis caseoso con el que la piel se unta durante los últimos tres meses de vida fetal. Las uñas se forman al tercer mes, y empieza a proyectarse de la epidermis en el sexto mes. Los vellos aparecen entre el tercero y cuarto mes, en la capa más profunda de la epidermis. Aproximadamente al quinto mes los vellos fetales (lanugo) aparecen, primero en la cabeza y luego en las otras partes; ellos se caen después del nacimiento, y dan lugar a los vellos permanentes. Se forman las estructuras celulares del ectodermo, entre estas, las glándulas sebáceas y sudoríparas, mientras que el tejido conjuntivo y los vasos sanguíneos se derivan del mesodermo. Todas las glándulas sudoríparas se forman totalmente al nacimiento; y empiezan a desarrollarse ya en el cuarto mes de gestación.

El color de la piel se halla condicionado por el espesor de la capa córnea, la densidad de la melanina epidérmica (pigmento cutáneo), el número de vasos sanguíneos de la dermis, así como la cantidad de eritrocitos y su contenido en hemoglobina. Existen factores tales como: raza, sexo, edad, clima y estado de salud del individuo que inciden sobre la variación de la coloración.

Las células pigmentarias: se encuentran en el estrato espinoso, debido a la presencia de pigmento en las células de la epidermis, que se encargan de proporcionar el color negro de la piel en las personas negras, y el color moreno entre algunas de las razas blancas. Este pigmento es sobre todo distinto en las células basales del estrato espinoso, y es similar a las células encontradas en las células de la capa pigmentaria de la retina. El pigmento o melanina consiste en color castaño oscuro o gránulos negros de tamaño muy pequeño, estrechamente condensados juntos dentro de las células, pero sin involucrar al núcleo. (Fig. 8 y 9).

Figura 8. Corte Histológico de Epidermis, Células pigmentarias. 400 X

Figura 9. Corte Histológico de Epidermis, Células pigmentarias. 40 X

Cont. Tema 8

Consiste principalmente en una capa de tejido

conjuntivo vascular, llamada corium, por debajo de la epidermis se encuentran las papilas sensibles y vasculares, donde hay ciertos órganos con funciones especiales: a saber, las glándulas sebáceas, sudoríparas y los folículos pilosos. Es un tejido eminentemente fibroso (fibras colágenas, fibras elásticas y de reticulina), 20 a 30 veces más grueso que la epidermis. Contiene a los apéndices o anexos cutáneos que son de 2 tipos: córneos (pelos y uñas) y glandulares (glándulas sudoríparas y sebáceas). Desempeña también una función protectora, representa la segunda línea de defensa contra los traumatismos. Provee las vías y el sostén necesario para el sistema vascular cutáneo. Constituye un enorme depósito potencial de agua, sangre y electrolitos.

Está formado por 2 capas:

• La Papilar o dermis superior: es una zona de tejido conectivo laxo, que contacta la membrana basal, cuyas fibras colágenas y elásticas se disponen en forma perpendicular al epitelio, determinando la formación de papilas que contactan con la parte basal de la epidermis. En este nivel encontramos receptores de presión superficial o tacto (corpúsculos de Meissner). (Fig. 10)• La capa Reticular o dermis profunda: contiene la mayoría de los nexos de la piel. Está constituida por tejido conectivo con fibras elásticas que se disponen en todas las direcciones y se ordenan en forma compacta, dando resistencia y elasticidad a la piel. Posee fibras musculares lisas que corresponden a los músculos erectores de los pelos. (Fig. 11)

Por lo tanto, la dermis está formada por fibras (colágeno) y fibras celulares conjuntivas (fibroblastos), fagocitos inmunológicamente activos (macrófagos) y mastocitos intermediarios de las reacciones alérgicas e inflamatorias. Se encuentran también vasos sanguíneos y linfáticos y los receptores sensitivos.

Figura 10. Corte Histológico de la Dermis. DP (Papilas).

Figura 11. Corte Histológico de la Dermis. Capa Reticular (RD).

8.4.1 Anexos de la Piel:

a) Las Uñas: (Fig. 12) son estructuras elásticas de una textura córnea, puestas en las superficies dorsales de las falanges terminales de los dedos de manos y pies. Cada uña es convexa en su superficie exterior, cóncavo dentro de, y es implantado por una porción proximal, llamada raíz, en una ranura en la piel, la porción expuesta se llama el cuerpo, y en la extremidad distal el borde libre. La uña está firmemente adherida al corium, amoldándose con precisión en su superficie; la parte bajo el cuerpo y raíz de la uña se llama la matriz de la uña, porque de él nace la uña. Bajo la parte mayor del cuerpo de la uña, la matriz es espesa, y levantó en una serie de espinazos longitudinales que son muy vasculares, y el color se ve a través del tejido transparente. Cerca de la raíz de la uña, las papilas son más pequeñas, menos vasculares, y no tiene ningún arreglo regular, y aquí el tejido de la uña no está firmemente adherido al estrato del tejido conjuntivo pero sólo hace contacto con él; esta porción es de un color más blanco, y se llama el lúnula a causa de su forma.

Figura 12. Esquema de vista lateral de la uña.

b) Los Vellos o pelos: se encuentran en casi toda de la superficie del cuerpo, pero está ausente de las palmas de las manos, las plantas del pie de los pies, las

superficies dorsales de las falanges terminales, el glande del pene, la superficie interna del prepucio, y las superficies internas de los labios. Ellos varían mucho en longitud, espesor y se coloran de forma diferente según las zonas del cuerpo y en las diferentes razas de humanidad. En algunas partes, como en la piel de los párpados, ellos son tan cortos que no se proyectan más allá de los folículos que los contienen; en otros, como en el cuero cabelludo, ellos son de longitud considerable; en otras partes, como las pestañas, los vellos de la región púbica y los pelos del bigote y barba, son de notable espesor.

En el fondo de cada folículo de pelo una eminencia cónica, vascular pequeña o papila es continua con la capa del folículo dérmico, y se unen a la fibra nerviosa correspondiente. El folículo de pelo presenta dos envolturas, una exterior o dérmica, y una interna o epidérmica. (Fig. 12 y 13)

Figura 13. Esquema de un Folículo Piloso

Figura 14. Corte Transversal de Folículos Pilosos.

(HF)

Figura 15. Esquema de un Folículo Piloso

c) Músculo Piloerector: Conectado con los folículos de pelo están unas fibras musculares llamados músculos piloerctores, con sensibilidad involuntarias. Ellos se levantan de la capa superficial del corium, y se inserta en el folículo de pelo, debajo de la entrada del conducto de la glándula sebácea. Ellos se ponen en el lado hacia el pelo haciendo que se incline, y por su acción disminuye la oblicuidad del folículo y eleva el pelo. La glándula sebácea se sitúa en el ángulo en que el músculo piloerector forma con la porción superficial del folículo de pelo, y la reducción del músculo tiende a apretar la secreción sebácea fuera del conducto de la glándula. (Fig. 16)

Figura 16. Esquema de un Folículo Piloso, Músculo Piloerector.

c) Las Glándulas Sebáceas: son pequeños órganos glandulares, alojados en la sustancia del corium en la dermis. Ellas se encuentran en la mayoría de las zonas de la piel, pero es especialmente abundante en el cuero cabelludo y cara; ellas también son muy numerosas alrededor de las aberturas del ano y las orejas, pero están ausentes en las palmas de las manos y plantas de los pies. Cada glándula consiste en un solo conducto, que surge de un racimo ovalado o forma de alvéolos que varían de dos a cinco en número, pero en algunos casos puede haber tantos como veinte. Cada alveolo está compuesto de una membrana basal transparente,

cercanas a las células del epitelio. Las células exteriores o marginales son pequeñas y poliédricas, se continúan con las células del conducto. El resto del alveolo está lleno con células más grandes, de contenido graso, excepto en el centro, donde las células se han separado, dejando una cavidad llena de sus secreciones o una masa de materia grasa que constituye el sebo cutáneo. Los conductos frecuentemente se abren en los folículos de pelo, pero de vez en cuando, se abren en la superficie de la piel. En la nariz se encuentran glándulas de tamaño grande. Las glándulas del tarso de los párpados son glándulas sebáceas largas con numerosos divertículos laterales. (Fig. 17 y 18)

Figura 17. Corte Histológico de la Dermis. Glándulas sebáceas.

Figura 18. Corte Histológico de la Dermis. Glándulas sebáceas.

d) Las Glándulas Sudoríparas: se encuentran en cada parte de la piel, y se sitúa en hoyos pequeños debajo de la superficie del corium, o, más frecuentemente, en el tejido areolar hipodérmico o dermis reticular (Fig. 19), rodeado por una cantidad de tejido adiposo. Cada uno consiste en un solo tubo, la parte profunda tiene forma ovalada o esférica, en el cuerpo de la glándula, mientras la parte superficial o conducto, presenta forma de travesaño en el corium y cutícula, se abre en la superficie de la piel por una abertura en forma de embudo. En las capas superficiales del corium el conducto es recto, pero en las capas más profundas se enrosca; donde la epidermis es espesa, como en las palmas de las manos y plantas

de los pies, la parte del conducto que lo atraviesa se enrolla espiralmente. El tamaño de las glándulas varía. Estas son especialmente grandes en las regiones donde la cantidad de transpiración es grande, como en las axilas, también son grandes en la región inguinal. Su número varía, son muy abundantes en las palmas de las manos, y en las plantas del pie de los pies, donde los orificios de los conductos son sumamente regulares, y abre en los surcos de la epidermis que forman las líneas dactilares; también son numerosas en el cuello. Están ausentes en la porción más profunda del conducto auditivo externo, el prepucio y el glande del pene.

El tubo de la glándula y el conducto consiste en dos capas una exterior, de tejido del areolar fino, y una interna de epitelio (Fig. 20). La capa exterior es delgada y se continúa con el estrato superficial del corium. En cuerpo de la glándula el epitelio presenta una sola capa de células cúbicas, entre los extremos profundos de la membrana basal es longitudinal u oblicua. Los conductos están compuestos de una membrana basal constituida por dos o tres capas de células poliédricas; el lumen del conducto está cubierto por una cutícula delgada.

Figura 19. Esquema de cortes transversal y longitudinal de las Glándulas Sudoríparas.

Figura 20. Cortes transversal y longitudinal de las

Glándulas Sudoríparas.

Las arterias: que irrigan la piel provienen desde el tejido hipodérmico o subcutáneo, y de estas ramas se emiten para irrigar las glándulas sudoríparas, los folículos pilosos y las glándulas sebáceas. Otras ramas se unen inmediatamente en un plexo debajo del corium; de este plexo, los vasos capilares finos pasan a la papila dérmica, formando, una sola vuelta de los capilares más pequeños, pero los más grandes, son vasos más o menos enroscados.

Los vasos linfáticos: de la zona superficial y profunda, se comunican entre sí, y con aquellos del tejido hipodérmico, por ramas oblicuas. (Fig. 21)

Figura 21.Esquema de Irrigación Sanguínea y Linfáticos en piel gruesa

Los nervios: de la piel terminan, en parte en la epidermis y en parte en el corium de la dermis y la hipodermis.

La Hipodermis: consiste fundamentalmente en una arquitectura lobulillar adiposa, surcada de septos fibrosos por los que transcurren los vasos y nervios cutáneos de mayor volumen. Sirve de acolchamiento de la piel, posibilita su desplazamiento y protege de la pérdida de calor.

Inervación de la piel: Existen fibras simpáticas post ganglionares que van a inervar el músculo erector del pelo, glándulas sudoríparas y fibras musculares lisas de los vasos. Hay terminaciones libres, que finalizan en la epidermis y en receptores sensoriales, como los corpúsculos de Meissner y de Vater-Pacini.

• Corpúsculos táctiles de Meissner. Disco táctil de Merkel. (Fig. 22)• Receptor del frío: Corpúsculo de Krause. (Fig.

ver tema 9)• Receptor del calor: Corpúsculo de Ruffini. (Fig. ver tema 9) • Receptor de presión y vibración: Corpúsculo de Vater-Pacini.(Fig. 23)

La mayoría de las sensaciones son percibidas por medio de los corpúsculos, que son receptores que están encerrados en cápsulas de tejido conjuntivo y distribuido entre las distintas capas de la piel epidermis, dermis e hipodermis, desde la superficie hacia abajo. Los receptores encargados del tacto o de la sensación de contacto son los corpúsculos de Meissner, que nos permiten darnos cuenta de la forma y tamaño de los objetos y discriminar entre lo suave y lo áspero.

Los corpúsculos de Pacini: son los que determinan el grado de presión que sentimos; nos permiten darnos cuenta de la consistencia y peso de los objetos y saber si son duros o blandos. En algunos casos, el peso se mide de acuerdo al esfuerzo que nos causa levantar un objeto. Por eso se dice que el peso se siente por el “sentido muscular”.

Los corpúsculos de Ruffini: perciben los cambios de temperatura relacionados con el calor –nuestra temperatura normal oscila entre los 36 y los 37 grados. Especialmente sensible a estas variaciones es la superficie o cara dorsal de las manos.

Los corpúsculos de Krause: son los encargados de registrar la sensación de frío, que se produce cuando entramos en contacto con un cuerpo o un espacio que está a menor temperatura que nuestro cuerpo.

Las distintas impresiones del tacto son transmitidas por los diferentes receptores a la corteza cerebral, específicamente a la zona ubicada detrás de la cisura de Rolando.

Figura 22. Corpúsculo de Meissner.

Figura 23. Corpúsculo de Veter-Pacini.

Tema 9

La temperatura corporal resulta del equilibrio entre el calor producido por los procesos orgánicos y el perdido hacia el ambiente exterior. La persona es capaz de adaptarse a los diferentes climas y cambios de temperatura por la acción del centro termorregulador, que le permite equilibrar la producción y la perdida de calor. La temperatura media del organismo en individuos sanos de edad mediana es de 36.8 +/- 0.4 ºC; y puede tener un valor mínimo hacia las primeras seis horas del día y un valor máximo hacia las 16 y 18 horas del día.

Se puede ver afectada por numerosas factores biológicos tales como: el sexo, la edad, el ejercicio, la alimentación y la hora del día; psicológicos como: la ansiedad y las emociones fuertes y sociológicas como el lugar de trabajo, el clima y vivienda. Cuando el cuerpo se calienta o enfría demasiado, el organismo por acción del hipotálamo desencadena respuestas voluntarias e involuntarias para mantener la temperatura basal.

El cuerpo humano tiene en promedio una temperatura interna de 37ºC, mientras que la temperatura cutánea es de 33.5ºC. El calor ganado y perdido por el cuerpo depende de múltiples factores. Mantener el equilibrio térmico es función de dos mecanismos opuestos: La termogénesis o producción de calor y la termólisis o eliminación de calor.

Calor Metabólico: la producción de calor se

incrementa con la actividad metabólica del músculo esquelético, como ocurre durante el ejercicio. En condiciones basales, la producción total de calor genera entre 65-80 cal/h, que pueden incrementarse hasta 300-600-900 cal/h durante el ejercicio. La ingesta de alimentos, el aumento del metabolismo basal (por la acción de las hormonas tiroideas, adrenalina, en menor parte noradrenalina y la estimulación simpática) son importantes factores termogenéticos. La temperatura corporal se obtiene del balance entre el calor producido y el eliminado. Un ejercicio duro, puede elevar la temperatura rectal a 40ºC. En un cuerpo en reposo con intercambio de calor cero, el calor metabólico podría aumentar la temperatura corporal unos 2º por hora y si el sujeto estuviera andando sería dos o tres veces más rápido.

Radiación: es el calor ganado a consecuencia de la radiación solar y es independiente de la temperatura del aire.

Convección: con temperaturas ambientales superiores a los 33.5ºC, el cuerpo gana calor por convección esto es, las moléculas del aire transportan el calor hacia la piel.

Conducción: no es más que el paso del calor al cuerpo por el contacto directo de una molécula a otra (ropas calientes). Juega un papel menos importante, debido al efecto aislante del aire.

Son diversos los mecanismos mediante los cuales se pierde calor:

Evaporación: es el mecanismo principal. Cuando la temperatura corporal alcanza un cierto nivel, se suda; al evaporarse el sudor se enfría la piel y este enfriamiento se transmite a los tejidos. Se pierde aproximadamente 1 cal por cada 1.7 ml de sudor. Desafortunadamente, incluso en los casos de máxima eficacia, el sudor solo puede eliminar entre 400-500 cal /h. El sudor es una solución débil de ClNa y agua, pequeñas cantidades de potasio, urea, trazas de electrolitos y ácido láctico. Tiene un peso específico de 1,002 y un pH que oscila entre 4.2 y 7.5 La concentración de ClNa oscila entre 50 y 100 mEq/l.

Cuando la temperatura ambiental excede a la corporal, el calor se pierde solo por la evaporación asociada al sudor. El principal mecanismo para disipar el calor es aumentar la sudación. Su mantenimiento requiere la reposición de las perdidas de líquidos y de iones de Cl y Na. De lo contrario, no sería posible mantener la producción de sudor de forma indefinida. Si el ejercicio se mantuviera, la producción de sudor disminuiría y se incrementaría la temperatura corporal, al mismo tiempo que se produciría una vasodilatación cutánea, disminución de la volemia, de la Fc, del flujo renal y de la ADH. Este fenómeno se conoce como Fatiga por sudor. En un ambiente caliente, el calor se gana por el metabolismo, radiación, convección y conducción y solo podrá perderse a través de la evaporación.

Con temperaturas corporales superiores a los 33.5ºC se pierde calor corporal por evaporación, a través del sudor; éste último mecanismo no se pone en marcha hasta que no se hace necesario enfriar la temperatura corporal. A través de la evaporación, el sudor enfría la piel y ésta la sangre, pudiendo perderse hasta 585 calorías por litro de sudor. Después de haber sudado 1 ó 2 litros, aumenta la concentración plasmática de Na y su osmolaridad, apareciendo sed, aunque a partir de esa cantidad la producción de sudor descienda. Cuando hay sudación, la ingesta de sal es tan importante como la de agua, ya que con índices elevados y constantes de sudación, pueden perderse diariamente hasta 20g de Na, que deben ser sustituidos.

La temperatura de la piel de las mujeres en atmósferas cálidas, es más alta que la del hombre, no empezando a sudar hasta que la

temperatura ambiental se eleva a 2ºC por encima del umbral que marca la iniciación de la sudoración en el hombre.

Convección: es la transferencia del calor al aire.

Conducción: es la transferencia de calor por contacto directo, juega un papel menos importante, debido al efecto aislante del aire.

Radiación: es la transferencia del calor por ondas electromagnéticas desde una masa sólida a otra. Juega un papel en el acúmulo o pérdida de calor dependiendo de la temperatura de los objetos. En temperaturas (menores de 33.5ºC) el calor se gana por el metabolismo y la radiación solar, existiendo al mismo tiempo flujo de calor desde el cuerpo al medio-ambiente, siendo posible la pérdida de calor, hay más medios que permiten la pérdida de calor que en ambientes calientes. En situaciones de estrés la producción de calor se incrementa. El aumento de la conductancia requerido cuando se necesita eliminar calor desde el interior del cuerpo se produce por un incremento del flujo sanguíneo y distensión de la superficie de los vasos. La vasodilatación cutánea es responsable de una hipovolemia relativa que originaría taquicardia. Si hubiera una excesiva producción de sudor sin aporte hídrico, la hipovolemia sería real, resultando también un aumento de la frecuencia, primer mecanismo de adaptación al calor.

Cuando se produce un cambio de calor a frío ambiental, los mecanismos de conservación del calor se invierten y reordenan. La temperatura corporal se mantiene gracias a un cambio de agua desde la piel hacia los órganos internos. El descenso concomitante del volumen plasmático protege al cuerpo de la pérdida de calor, ofreciendo menos calor a las regiones superficiales. Estos cambios son vehiculizados por el sistema nervioso autónomo. Cuando, a pesar de estas restricciones la temperatura corporal tiende a disminuir, se

activan otros mecanismos de mantenimiento de la temperatura, tales como la tensión muscular y el temblor o el tiritar. La producción de calor depende en gran parte de la actividad metabólica de las células musculares. Cuando se tirita de forma intensa, el trabajo muscular puede incrementar el consumo de oxígeno hasta cinco veces.

Cuando la exposición al frío es prolongada y severa, cesa el tiritar (hacia los 30ºC de temperatura corporal), y los músculos pierden su tensión, quedando paralizados. La muerte suele acaecer cuando la temperatura rectal cae a 23.5ºC, aunque se han descrito casos de supervivencia con temperaturas inferiores. En la tabla 1 se resumen los mecanismos de regulación de la temperatura.

TABLA I. Regulación de la Temperatura Termolisis

Pérdidas cutáneas Conducción Convección Radiación Evaporación Vías respiratorias, piel y jadeo; Piel: sudor Calentamiento del aire inspirado Pérdida de calor por heces y orina

Termogénesis

Ingesta de alimentos Aumento del metabolismo basal celular Por aumento de la actividad muscular Acción de la hormona tiroidea y la adrenalina Estimulación simpática

Todas las células del cuerpo son sensibles a la temperatura ya que puede afectar a su funcionamiento químico, pero en especial el

cerebro, por su complejidad, requiere una temperatura más estable que otras partes del cuerpo, de tal manera que es vital que la temperatura se mantenga alrededor de los 37º y no supere los 40.5º. Aunque todas las neuronas son sensibles a la temperatura, no todas son termorreceptores. Existen algunas neuronas que son exquisitamente sensibles a la temperatura (diferencias de 0.01ºC). Podemos diferenciarlas entre detectores de calor (30ºC-45ºC) y de frío (10ºC-35ºC y por encima de 45ºC), localizados preferentemente en la piel. Existen organos especializados en la dermis de la piel denominados receptores, son los corpúsculos de Ruffini para el calor y los de Krause para el frío.

También hay neuronas sensibles a la temperatura en el hipotálamo y en la médula espinal que contribuyen a regular la temperatura corporal. Los receptores en la piel detectan principalmente cambios súbitos y variaciones de temperatura, y se adaptan durante los estímulos de larga duración. Esto se puede observar fácilmente introduciendo una mano en agua fría y caliente, al principio la sensación del cambio de temperatura es muy acusada, pero después de un tiempo se adapta y la sensación disminuye. La transmisión de información desde los sensores hasta el sistema nervioso central se realiza a través de nervios de varios tipos. El grosor de cada nervio determina su velocidad de transmisión. Se han agrupado en cuatro clases, a las que se les han dado los nombres AI, AII, AIII y C (ordenados desde los más gruesos y rápidos hasta los más finos y lentos). La velocidad de transmisión puede variar desde más de 100 m/s hasta menos de 1 m/s.

Por tanto el tiempo que tarda una sensación en llegar hasta el sistema nervioso central desde los pies o las manos puede variar entre aproximadamente 10 ms hasta más de 1 s. Los termorreceptores son terminaciones nerviosas libres. Los receptores al frío son terminaciones de fibras mielínicas de pequeño tamaño (tipo Adelta) y los receptores al calor son fibras amielínicas (tipo C). Los receptores al frío se estimulan cuando la temperatura de la piel es menor de 37 grados, y los receptores al calor cuando la temperatura de la piel supera los 37 grados.

Papel del hipotálamo La temperatura con que la sangre llega al hipotálamo será el principal determinante de la respuesta corporal a los cambios climáticos. El hipotálamo tiene un doble sistema de regulación de la temperatura. Así, la porción anterior o rostral, compuesta por centros parasimpáticos, es la encargada de disipar el calor, mientras que en la posterior con centros simpáticos, conserva y mantiene la temperatura corporal.

Cuando se origina un daño en la región posterior en animales de experimentación, la respuesta que se obtiene es: hipotermia prolongada e incapacidad para reaccionar al frío. Parece ser, también, que la poiquilotermia relativa es el resultado de lesiones en la porción posterior del hipotálamo. Lesiones localizadas en la región anterior o rostral incapacitan al animal de experimentación para perder calor.

Como ya se mencionó, el principal determinante de la respuesta corporal a los cambios climáticos, es la temperatura con que la sangre alcanza a las regiones del hipotálamo antes mencionadas. Cuando las neuronas del centro hipotalámico anterior o rostral

(sensibles al calor) se excitan, se ponen en marcha una serie de mecanismos encaminados a producir termolisis, inhibiéndose el centro hipotalámico posterior (conservador de la temperatura), lo que origina una inoperancia de todos los mecanismos termogénicos, disminuyendo el metabolismo, el tono muscular también y de forma progresiva la producción de hormona tiroidea. La inhibición de los centros simpáticos hipotalámicos conduce a una vasodilatación tal, que puede aumentar hasta ocho veces el índice de transferencia de calor a la piel. Todo ello conduce a una disminución de la temperatura.

La estimulación del centro anterior per se disminuye la temperatura mediante la activación de la producción de sudor y el jadeo. Las glándulas sudoríparas están bajo el control del sistema nervioso simpático, e influidas por estímulos colinérgicos.

Son las células de la región posterior (conservadora de calor) las que predeterminan la temperatura de 37º. El mantenimiento de la temperatura y las reacciones necesarias para conservarla se realiza a través de impulsos que llegan de la periferia (receptores térmicos) y de la temperatura con que la sangre llega al hipotálamo, siendo estos impulsos conducidos hacia la región posterior hipotalámica. La zona

anterior, respondería a estos estímulos con la puesta en marcha de mecanismos que conducirían a una perdida de calor (sudoración y jadeo).

La vía principal de los impulsos que implican a ambos mecanismos (producción y pérdida de calor) llega al hipotálamo lateral, de ahí a la porción media cerebral, tegumento pontino, formación reticular, médula y desde las fibras simpáticas a los vasos cutáneos, glándulas sudoríparas y fibras motoras musculares. La respuesta hormonal a los cambios de temperatura es mediada por el sistema hipotálamo-hipofisario. En situaciones de hipotermia se produciría liberación de TSH, ACTH, y consecuentemente de hormonas tiroideas y corticoides. La liberación de aldosterona en la hipertermia sería independiente de la producción de ACTH.

También los neuropéptidos pueden jugar un importante papel como neurotrasmisores en la termorregulación. En animales de experimentación se ha visto que un número de neuropéptidos está implicado en el control de la temperatura corporal: la neurotensina produce hipotermia cuando se inyecta en el cerebro; el TRH es hipotérmico en conejos y ratas, pero la respuesta varía si la inyección es intraventricular; la naloxona no parece tener un efecto importante sobre la temperatura corporal; la somatostatina que no altera la temperatura basal, potencia la hipotermia inducida por barbitúricos e inhibe los efectos hipotérmicos de la dopamina, apomorfina y beta-endorfina.

Todos estos péptidos han demostrado efectos sobre la termorregulación; sin embargo, su papel sobre el mantenimiento de la temperatura corporal y las variaciones diurnas de la fiebre está en espera de aclararse. Los animales superiores, homeotermos, tienden a mantener constante su temperatura corporal, esta constante, no es una cifra exacta, existiendo un ritmo circadiano con pico de temperatura entre las 18 y 22 horas del día, siendo mínima entre las 2 y las 4 de la madrugada, hay también diferencias entre distintos puntos del cuerpo y en algunos estados fisiológicos, es sabido por todos que Ogino estudió los cambios fisiológicos debidos a alteraciones hormonales en la mujer, relacionándolos con la temperatura. Los animales homeotermos son capaces de adaptarse a las distintas temperaturas existentes a lo largo del año, y en las distintas zonas de nuestro planeta, lo que hacen mediante el proceso de aclimatación.

Agentes

inductores y sustancias neuroquímicas

La reacción febril suele presentarse como resultado de la exposición del cuerpo a microorganismos infectantes, complejos inmunitarios u otras causas de inflamación. Esta reacción (se inicia por los efectos de agentes inductores externos (bacterias, polen, polvos, vacunas, cuerpos nitrados de fenol, proteínas o productos de desintegración de éstas) o por toxinas polisacáridos producidas por bacterias. Estos agentes inductores estimulan la producción de pirógenos endógenos, ya se trate de mediadores solubles o citoquinas, por células de la línea monocito-macrofágica, linfocitos o células neoplásicas, infectadas por virus y otras. Entre las cito-quinas circulantes con acción pirogénica se encuentran la interleuquina 1 a y ß (IL1), la interleuquina 6 (IL6), el factor de necrosis tumoral a y ß (FNT), el interferón a y ß (INF) y la proteína a 1 inflamatoria del macrófago (PIM).11-13 No obstante, debemos señalar que el aumento de la temperatura no se debe sólo a los efectos farmacológicos de estos mediadores.

Entre los efectos de la interleuquina 1 y la de otros pirógenos endógenos se citan:

• Aumento de la quimiotaxis. • Aumento de la actividad oxidativa (metabólica). • Aumento de la liberación de lactoferrina en neutrófilos lo cual produce una disminución del hierro sérico, inhibiendo así el incremento de muchos microorganismos. • Estimulación de la proliferación de linfocitos ß y producción de anticuerpos. • Estimulación de la activación de linfocitos T. • Aumento de la proliferación de linfocitos T auxiliadores. • Aumento de la capacidad citotóxica de los linfocitos T.

Las observaciones in vitro sugieren que la fiebre desempeña una importante función en la potenciación de la respuesta inmune. Las citoquinas circulantes probablemente no penetran en el cerebro, pero interactúan con elementos sensoriales en el órgano vascular de la lámina terminal (OVLT) y otras regiones cercanas al cerebro, donde promueven la síntesis de prostaglandinas E2 a través de la estimulación de la cicloxigenasa.

Función hipotalámica en la respuesta febril

Las prostaglandinas E2 difunden atravesando la barrera hematoencefálica hasta el área pre-óptica del hipotálamo anterior y producen la liberación de citoquinas en los sitios terminales y distales de las neuronas responsables de los componentes autonómicos, endocrinos y conductuales de la respuesta febril. Muchas evidencias sugieren además la síntesis local de citoquinas fuera del cerebro. El complejo mecanismo de acción de los agentes pirógenos no se conoce completamente aún, lo que sí es indudable es que la variación del punto prefijado hipotalámico está mediada por la acción de la prostaglandina E2. Aún no se conoce completamente la sucesión de eventos anteriormente señalada. Algunos autores plantean que en el OVLT sólo se producen 5-hidroxitriptamina (5HT) y sustancia P (SP) como neurotransmisores que pudieran actuar directamente sobre el área pre-óptica del hipotálamo anterior o inducir a este nivel una nueva síntesis de citoquinas que actuarían secundariamente sobre este grupo neuronal especializado. Al producirse el ascenso del punto prefijado hipotalámico se estimulan los mecanismos de conservación y producción de calor corporal a través del tremor involuntario, calambre muscular, aumento del metabolismo celular y la vasoconstricción.

La secuencia de liberación de citoquinas que lleva a la producción hipotalámica de prostaglandinas E2 tiene una duración en general de 60-90 min. Este retardo del síntoma fiebre con respecto a la acción del "agente pirógeno" sugiere que en la práctica médica, el hemocultivo debe ser realizado antes de que la temperatura devenga elevada, porque con fiebre baja (temperatura axilar de 37,5 - 38,4 ° C) es probable que el agente patógeno ya se encuentre circulando. La fiebre aparece cuando hay un ajuste en la elevación transitoria del

punto prefijado del centro termosensible. Al producirse esto, la temperatura corporal resultará aumentada con respecto al valor de referencia y consecuentemente se desarrollan mecanismos, cuya resultante funcional es la pérdida de calor, principalmente a través de la vasodilatación y sudación que tienden a revertir la temperatura del organismo a un valor comprendido en el rango de la normalidad. Esto puede suceder por diferentes razones fisiológicas: por la propia acción de la fiebre en la cual están implicadas sustancias de conocido efecto inmunológico que contribuyen a "controlar" al agente que la originó, por la desaparición de este agente debido a medidas terapéuticas específicas como es el uso de antibióticos o por la acción de los antipiréticos.

Numerosas pruebas in vitro indican que algunas defensas inmunitarias humanas funcionan mejor a temperaturas febriles que normales. Independientemente de la etiología, la vía final y común de las causas que originan la fiebre es la producción de pirógenos endógenos que inducen el ajuste ya señalado. Al referirnos al incremento de los valores de la temperatura corporal y los mecanismos en ella implicados, debemos tener en cuenta hacer el diagnóstico diferencial con la hipertermia, estado termal que casi nunca se produce a consecuencia de una infección, y por tanto no representa un mecanismo de defensa contra agresión alguna ni tampoco están implicadas en ella la liberación de citoquinas ni la síntesis de prostaglandinas.

Respuesta hormonal

La fiebre está además integrada con una respuesta hormonal mediada fundamentalmente por varios péptidos que actúan como antipiréticos conocidos como criógenos endógenos, descritos la primera vez por Aluy y Kluger. Entre ellos se reportan a la arginina-vasopresina (AVP), la ACTH y la hormona estimulante de los melanocitos (a - MSH). Estos péptidos hacen una eferencia límbica de la respuesta febril que asegura su caída. La AVP se considera un neurotransmisor y neuromodulador del cuerpo febril. Ella reduce la fiebre inducida por pirógenos, pero no en caso de temperaturas normales y puede ser intermediaria de la tolerancia que sigue a repetidas dosis de endotoxinas y de casos en los que ocurre una respuesta febril reducida o nula.

La forma recomendada para medir la temperatura corporal es la rectal debido a que ésta es la que más se acerca a la temperatura central y no está influida por la respiración como en la temperatura oral ni por la vasoconstricción como en la axilar. Los mecanismos fisiopatológicos de la fiebre deben ser considerados siempre ante un paciente febril, ya que el conocimiento de éstos contribuye a la comprensión patogénica del fenómeno clínico. La reacción febril es una respuesta integrada por factores endocrinos, autonómicos y conductuales coordinados por el hipotálamo, principal estructura

anátomo-funcional en la cascada de complejos mecanismos implicados en el control de la temperatura corporal dentro del rango de valores permisibles para la sobrevivencia.

Se produce cuando la regulación de la temperatura es incapaz de disipar la

acumulación del calor corporal. El GC ocurre ante la exposición de altas temperaturas (GC "clásico") o como consecuencia de actividades físicas en ambientes con temperaturas elevadas (GC "postejercicio"). Temperaturas, medidas en la sombra, hasta de 43º C, o mayores, representa un factor de riesgo para el desarrollo de casos de GC. El golpe de calor es una urgencia médica, ya que puede alterar a todo nuestro cuerpo y es provocado por la presencia de temperatura muy alta (por lo general, más de 41.5° C). Afecta a personas de cualquier edad.

Existen dos aspectos muy importantes a los que hay que prestar atención: la hidratación y la nutrición. Es de fundamental importancia la hidratación, durante y después de la realización de actividades deportivas, pues las características ambientales de nuestra zona, como el calor intenso y la extrema humedad ambiental, exigen que los deportistas estén adecuadamente hidratados para prevenir un problema serio como la enfermedad por golpe de calor.

Hipotermia Generalidades

Los problemas que causa el frío, como la hipotermia y el congelamiento, se producen por lo general en zonas montañosas, donde hay bajas temperaturas combinadas con viento. Pero cada vez con mayor frecuencia se presentan casos de congelamiento e hipotermia en zonas urbanas, sobre todo en personas con bajos recursos, carentes de vivienda y condiciones de vida dignas. Las zonas del organismo más afectadas por este problema son las denominadas distales, es decir, las que se encuentran más alejadas del tronco y del centro y grandes vías del sistema circulatorio, como la nariz, orejas, dedos de manos y pies. El enfriamiento se produce por exposición prolongada a baja temperatura ambiental o por contacto directo con un objeto frío, principalmente agua, nieve, o prendas mojadas y congeladas.

Los niños y los ancianos son los que están en un mayor riesgo. Los bebés pierden calor más rápido que las personas adultas y jóvenes. Los viejos pierden la capacidad de sentir cambios bruscos de temperatura. Se considera que hay hipotermia cuando se produce una disminución de la temperatura corporal por debajo de los 35º. Ocurre cuando el cuerpo comienza a perder más calor que el que tiene la capacidad de producir. Después de un tiempo se agotan las energías almacenadas y empieza a bajar la temperatura del cuerpo. Una temperatura muy baja puede afectar las funciones cerebrales, lo cual dificulta a la persona moverse o pensar con lucidez para darse

cuenta del peligro, lo cual le impide a veces accionar para ponerse a salvo o pedir auxilio.

Aumentan las contracciones musculares (escalofríos) y se provoca la vasoconstricción periférica. Pero estos mecanismos de compensación dejan de funcionar cuando la temperatura corporal desciende por debajo de los 30-32º. La piel se pone pálida, fría y seca. Hay escalofríos, respiración superficial y lenta y disminución progresiva del estado de consciencia. La hipotermia por inmersión es más grave que por la exposición al aire y viento, ya que las pérdidas de calor dentro del agua son muchísimo más rápidas y la temperatura más baja.

Congelamiento

Algunos síntomas pueden advertir de la presencia del congelamiento. La piel se vuelve pálida y se experimenta un adormecimiento en la zona expuesta. Puede haber hinchazón, enrojecimiento, sensación de pinchazos y a veces un intenso dolor. En casos severos, pueden aparecer vesículas (ampollas) conteniendo líquido, similares a las que se producen por quemaduras. La falta total de oxígeno de los tejidos afectados se manifiesta al principio con acartonamiento de la piel y luego placas de color negruzco. Por último tiene lugar la gangrena, en la cual hay muerte celular por la falta de irrigación sanguínea a los tejidos afectados por el frío, pudiendo también aparecer infecciones sobreagregadas.