Tema 4 “Aparato respiratorio y
aparato excretor”
1. E
L APARATO RESPIRATORIO. G
ENERALIDADES.
El aparato respiratorio es el conjunto de órganos que intervienen en la respiración (intercambio de O2 y CO2
con el entorno) de los organismos aeróbicos. El ser humano utiliza la respiración pulmonar.
Gracias al proceso de respiración, la energía contenida en los alimentos es liberada, para esto se requiere un aporte permanente de O2 y una vía de salida del CO2.
Está constituido por el conjunto de órganos que llevan el aire inspirado hacia el interior de las células para hacer posible el crecimiento y la actividad metabólica de las mismas.
La importancia del proceso respiratorio radica en que los tejidos corporales obtienen la energía necesaria mediante la oxidación de sustancias orgánicas, fundamentalmente la glucosa, mediante el proceso de respiración celular o interna.
La respiración es un proceso involuntario y automático, en el que se extrae el O2 del aire inspirado y se
expulsa el CO2 contenido en el aire espirado, que se produce en las células. También se puede decir que, en
parte, es un proceso voluntario dado que podemos alargar o acortar los movimientos de inhalación y exhalación, optar por respirar por la nariz o por la boca, etc.
2. P
ARTES DEL APARATO RESPIRATORIO.
Tracto respiratorio superior.
Cavidad nasal y boca.
Faringe (garganta).
Laringe.
Tracto respiratorio inferior.
Tráquea.
Bronquios.
Pulmones Bronquiolos.
Alvéolos.
Además intervienen los músculos: Diafragma e intercostales.
A. Cavidad nasal y boca.
Presenta dos orificios nasales (fosas) anteriores, llamados
nares y dos orificios nasales posteriores, llamados coanas, que conectan con la faringe. Estas fosas están divididas por el tabique nasal.
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recubriendo la membrana mucosa, que desplazan las partículas atrapadas en el moco fuera de la nariz.
En la inhalación, la cavidad nasal se encarga de humedecer, calentar y limpiar el aire por medio del tejido que las recubre.
B. Faringe (garganta) y laringe.
La faringe es un tubo músculo – membranoso situado a nivel de las seis primeras vértebras cervicales.
En su parte alta se comunica con las fosas nasales (nasofaringe), en el centro con la boca (bucofaringe) y en la parte baja con la laringe (laringofaringe). Mide, en su totalidad, unos 14 cm.
La laringe es un órgano impar situado por delante de la faringe a nivel de las últimas vértebras cervicales, de estructura cartilaginosa y muscular, de diámetro mayor en el hombre que en la mujer.
Contiene:
Cuerdas vocales.
Epiglotis (en la parte superior de la laringe y tiene como función cerrar la glotis).
El cierre de la epiglotis sumado a la elevación de la laringe evita que el alimento ingrese a la tráquea durante la deglución.
C. La tráquea.
La tráquea es una vía respiratoria de 11 cm de longitud (aproximadamente). Tiene una forma semicircular y está constituida por 20 anillos cartilaginosos, incompletos en su parte posterior, que le dan rigidez, evitando que éste órgano se colapse durante la respiración.
En su parte inferior se divide en los bronquios derecho e izquierdo, los cuales no son exactamente iguales.
D. Los bronquios.
Existen dos bronquios principales, uno para cada pulmón. Cada uno de ellos es un cilindro hueco, ligeramente aplanado de delante hacia atrás.
Ambos bronquios difieren entre sí, el derecho mide 20 – 26 mm de largo y el izquierdo alcanza 40 – 50 mm. Y sus calibres son 15 mm y 10 mm respectivamente.
Los bronquios principales entran al pulmón, a nivel del hilio pulmonar, y se dividen de nuevo, una y otra vez, en bronquios
E. Los alvéolos.
Son formaciones con aspecto de saco que se forman en la terminación de los tubos bronquiales. Cada alvéolo se compone de una pared delgada, transparente, reforzada con fibras elásticas; y un epitelio formado por una sola fila de células aplanadas que cubren la red capilar.
En los pulmones humanos se calculan unos 300 millones de alvéolos. En estas estructuras se produce la hematosis o proceso de intercambio gaseoso.
F. Los pulmones.
Están situados en la caja torácica, y separados por un conjunto de órganos que constituyen el mediastino (corazón y sus vasos sanguíneos grandes, tráquea, esófago, timo, bronquios y ganglios linfáticos).
Tienen un peso aproximado de 1,3 Kg. en el adulto. El pulmón derecho
es más grande y se divide en tres lóbulos mientras que el izquierdo se divide en dos.
Miden unos 30 cm de largo y los alvéolos que los constituyen brindan una superficie de intercambio gaseoso de 70 m2, que es casi, 40 veces más la
superficie total de nuestro cuerpo. Cuando están sanos son rosados y de consistencia esponjosa.
Están rodeados de las pleuras
(membranas).
Pleura parietal, adherida a la cavidad torácica.
Pleura visceral, adherida a los pulmones.
Ambas pleuras están separadas por un espacio virtual en el que se ubica el líquido pleural y que sirve a modo de lubricante.
G.
Músculos
intercostales,
diafragma y abdominales.
El diafragma es un músculo que separa la cavidad torácica de la cavidad abdominal y que al contraerse ayuda a la entrada de aire a los pulmones.
Es el músculo más plano de todo el organismo, en forma de bóveda que cierra por arriba (donde es convexo) la cavidad abdominal y limita por abajo (donde es cóncavo) la cavidad torácica.
Los músculos intercostales, junto con el diafragma intervienen en el proceso mecánico de la respiración.
2. E
L PROCESO RESPIRATORIO.
La principal tarea del sistema respiratorio es permitir el ingreso del aire atmosférico y expelerlo del cuerpo después de haber realizado los intercambios gaseosos correspondientes.
El control nervioso de la respiración.
4
ETAPAS DEL PROCESO RESPIRATORIO
Ventilación
La respiración
Se denomina respiración mecánica al proceso cíclico que mantiene constante la cantidad de aire de los pulmones. Abarca dos fases: la inspiración, que introduce el aire atmosférico en los pulmones, y la espiración, que lo expulsa. Para ello, los órganos del sistema respiratorio cuentan con estructuras anexas: el diafragma, los músculos intercostales y los músculos abdominales.
A. Inspiración. En esta fase, el diafragma y los músculos intercostales externos e internos se contraen. En la inspiración forzada (provocada por una actividad intensa y de alta exigencia respiratoria) intervienen, además, los músculos pectorales y esternocleidomastoideos.
Al contraerse el diafragma, su centro desciende, lo que produce un aumento vertical de la caja torácica, y empuja las vísceras abdominales hacia abajo. La contracción de los músculos intercostales produce la elevación de las costillas y proyecta el esternón hacia delante. De esta forma, los diámetros de la caja torácica aumentan, y hace que aumente el volumen de los pulmones. El aumento de volumen crea un vacío y, por tanto, una diferencia de presión respecto a la presión atmosférica. De este modo, el aire atmosférico, ingresa para lograr un equilibrio.
B. Espiración. Se produce cuando el diafragma y los músculos intercostales se relajan (vuelve a su posición habitual). Es decir, el diafragma se eleva y las costillas descienden, por lo que disminuye el volumen de la caja torácica y, en consecuencia, el de los pulmones. La disminución del volumen presiona el aire de los pulmones y hace que salga al exterior. También contribuye la contracción de los músculos abdominales, que comprimen la cavidad abdominal y empujan el diafragma hacia arriba.
Los volúmenes de aire.
Para medir la cantidad de aire desplazado de los pulmones durante los movimientos respiratorios, se utiliza un aparato llamado espirómetro.
Los volúmenes de aire que mide un espirómetro son los siguientes:
Volumen de aire corriente. Es la cantidad de aire inspirado y espirado en un acto respiratorio.
Volumen de reserva espiratorio. Es el aire que sale de manera forzada del pulmón después de una espiración normal.
Volumen de reserva inspiratorio. Es la cantidad de aire que puede entrar al pulmón de manera forzada, después de una inspiración normal.
Volumen residual. Es la cantidad de aire que queda en los pulmones, después de una espiración máxima (no sale nunca).
Estos volúmenes se suman y forman las siguientes capacidades pulmonares:
Capacidad pulmonar total. Cantidad de aire contenida en los pulmones después de una inspiración forzada.
Capacidad vital. Es el volumen máximo de aire que puede ser eliminado de los pulmones, después de una inspiración forzada.
Capacidad inspiratoria. Es el volumen máximo de aire que puede ser inspirado, después de una espiración común.
Capacidad residual. Es la máxima cantidad de aire que queda en los pulmones, después de una espiración forzada.
Hematosis y respiración celular.
La hematosis consiste en el intercambio gaseoso entre la sangre y el aire alveolar. Los capilares sanguíneos (ramificados de las arterias pulmonares) llegan a los alvéolos pulmonares con sangre carboxigenada. Los gases atraviesan los epitelios pulmonar y capilar por difusión pasiva, es decir, pasan del lugar de mayor concentración al de menor concentración:
En el alvéolo, el dióxido de carbono está menos concentrado que en la sangre y, por esta diferencia de concentración, pasa del líquido sanguíneo al alvéolo.
El oxígeno está más concentrado en el alvéolo que en la sangre, por lo que pasa de éste al líquido sanguíneo.
Proceso:
1. La sangre que llega a cada alvéolo a través de los capilares arteriales es carboxigenada. 2. El aire alveolar es oxigenado (pobre en CO2).
3. Por difusión, el O2 pasa del alvéolo a la sangre a través de los capilares venosos y, luego,
por la vena pulmonar al corazón, que la impulsa a todo el cuerpo.
4. Por difusión, el CO2 que llega por los capilares arteriales a cada alvéolo pasa a éste y,
después de recorrer las vías aeríferas, sale al exterior mediante la espiración.
Respiración celular
Entre la sangre y los tejidos corporales también se produce un intercambio gaseoso semejante al de la hematosis. En este caso, el oxígeno se difunde desde la sangre, donde está en mayor concentración, hacia las células, y el dióxido de carbono, desde la célula a la sangre.
Relación entre el sistema respiratorio y el sistema circulatorio.
Los bronquios se ramifican y terminan en los alveolos, en el interior de los pulmones.
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4. P
ARTICIPACIÓN Y ADAPTACIÓN DEL APARATO ESPIRATORIO AL EJERCICIO FÍSICO.
La realización de ejercicio físico requiere la interacción de mecanismos fisiológicos que permiten al sistema cardiovascular y respiratorio adaptarse al incremento del índice metabólico e intercambio gaseoso del sistema músculo – esquelético.
La ventilación así como el volumen/minuto cardíaco aumentan a medida que el índice metabólico del individuo se eleva. Este gran aumento del índice metabólico durante el ejercicio requiere lo propio del flujo de oxígeno hacia el músculo. Simultáneamente, una gran cantidad de anhídrido carbónico (CO2) debe ser liberado por el músculo para evitar una acidosis tisular
con sus efectos adversos sobre la función celular.
Para satisfacer el incremento del intercambio gaseoso necesitado por el músculo durante el ejercicio, se precisa una gran coordinación entro diversos mecanismos fisiológicos que afectan a los pulmones, la circulación pulmonar, el corazón y la circulación periférica. Esta coordinación debe seguir eficientemente el índice metabólico del individuo para mantener el aporte de O2 a
los tejidos y la eliminación del CO2, así como la homeostasis de los gases arteriales.
Intercambio gaseoso
El intercambio de gases es la transferencia del oxígeno de la atmósfera a la sangre y del anhídrido carbónico de la sangre a la atmósfera. En un estado estable la cantidad de CO2
producida por el metabolismo tisular es igual a la eliminada por el aparato respiratorio. De igual manera ocurre con el O2 obtenido por el aparato respiratorio y el requerido para su utilización
por los tejidos. El índice que mide la relación entre el volumen de CO2 exhalado y el O2 admitido
individuo normal en reposo es de 0,85. Los componentes del intercambio gaseoso son la ventilación, difusión del gas a través de la membrana alveolo-capilar, y las reacciones químicas del O2 y CO2 en la sangre.
Ventilación pulmonar.
La ventilación se realiza gracias a los músculos respiratorios, que incluyen principalmente el diafragma y los intercostales. La ventilación pulmonar es el producto del volumen circulante “Vt” (volumen de aire que entra y sale del pulmón en cada respiración) y la frecuencia respiratoria “FR” (número de respiraciones en cada minuto).
En reposo, el Vt es de 500 cc. y la frecuencia respiratoria de 12 a 15 respiraciones por minuto. Durante el ejercicio puede aumentar hasta más de 5 litros en un deportista de alto nivel y la frecuencia respiratoria superar las 50 respiraciones por minuto. Así la ventilación de 5 a 7 l/min. en reposo hasta 100 ó 200 l/min. durante el ejercicio intenso.
La ventilación (VE) es además la suma de la ventilación alveolar VA (l/min.) y del espacio muerto VD (l/min.). El Índice entre VD y Vt es normalmente de 0,3. A medida que el volumen corriente aumenta, el índice mencionado disminuye.
La ventilación alveolar que corresponde a un 70% en reposo alcanza valores del 90% del volumen/minuto durante el esfuerzo.
El efecto neto del ejercicio en sujetos normales es:
Menor espacio muerto.
Aumento del volumen corriente.
Disminución del índice VD/Vt.
Aumento de la ventilación alveolar.
En resumen, la respiración se hace más eficiente cuando el individuo hace ejercicio.
Durante el ejercicio la ventilación aumenta proporcionalmente a medida que lo hace la intensidad del esfuerzo, con el fin de mantener unas cifras de gas arterial constantes. La elevación del Vt es la responsable principal del incremento de la ventilación. El aumento de ésta con el ejercicio es inmediata, inicialmente debido a una respuesta neurológica al movimiento articular (mecanoreceptores) y posteriormente está influenciada por la temperatura y el estado químico de la sangre arterial. El acondicionamiento de la ventilación al exceso de CO2 es el estímulo principal para la respuesta de ésta al ejercicio, sobre todo en las últimas
fases del ejercicio.
Si el trabajo se hace más intenso, el aporte de energía mediante el O2, se hace inadecuado o
ineficiente por la ventilación, por lo que se ponen en marcha los mecanismos de obtención de energía anaeróbica (glicolisis anaeróbica) con la consiguiente producción de ácido láctico. La presencia del lactato en la sangre origina una disminución del pH y estimula la ventilación pulmonar con el fin de que ésta aumente, en una intensidad superior a lo que la haría sólo por la presencia de un aumento del CO2; el punto donde esto ocurre se le denomina umbral anaeróbico.
Diferencia alveolo – arterial.
La diferencia alveolo – capilar para el O2 se mantiene durante el ejercicio moderadamente
intenso, aunque aumenta ligeramente en el muy intenso. Con el ejercicio, la transferencia de oxígeno en los pulmones mejora en la medida que la distribución sanguínea se hace más uniforme. La capacidad de difusión aumenta durante el ejercido y alcanza su punto mas alto en el ejercicio correspondiente a una carga submáxima. A niveles máximos de esfuerzo y en especial cuando es realizado por individuos que residen a grandes altitudes, la difusión del oxigeno puedo estar limitada y puede promover un incremento mayor en la diferencia alveolo – capilar.
El pulmón no está considerado como un órgano con capacidad de entrenamiento en el deportista con un buen estado de salud. Sin embargo, es una pieza fundamental en el rendimiento cardiovascular.
Las interacciones de la ventilación pulmonar, el intercambio gaseoso y los mecanismos de obtención de O2 y eliminación de CO2, pueden estar influidos por un programa de
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5. M
OVIMIENTOS RESPIRATORIOS,
COORDINACIÓN DE LA RESPIRACIÓN CON ELMOVIMIENTO CORPORAL
. T
ÉCNICAS RESPIRATORIAS.
La acción de la respiración se produce gracias a la contracción del diafragma, la biomecánica de la caja torácica y la musculatura que la envuelve. No se produce como solemos pensar cuando el aire entra hace mover los músculos, sino al contrario, gracias al trabajo de la
musculatura del tórax es posible la entrada de aire, mientras que la espiración normal es un fenómeno pasivo de retorno del tórax sobre si mismo.
Ambos, inspiración y espiración, son movimientos involuntarios, no obstante se pueden controlar y reeducar cuando por algún motivo la biomecánica normal está alterada. Lo mejor es la expansión tridimensional del diafragma y la caja torácica, permitiendo al tórax y a la columna vertebral su movimiento natural, lo que regula las presiones internas.
Según la movilidad del tórax y los músculos implicados, diferenciamos los siguientes tipos de respiración:
1. Respiración normal o mixta. También conocida como abdómino – torácica, donde al inspirar se elevan por igual abdomen y tórax, interviniendo la musculatura intercostal externa, supracostales y sobre todo el diafragma. Es la que debería darse de forma natural.
2. Respiración accesoria o esterno – clavicular. Entra en acción durante movimientos anormalmente amplios y potentes, pero también es la más frecuente en patologías respiratorias, fatiga física o psíquica. Aquí el movimiento eleva el esternón y las clavículas, subiendo el pecho al cuello por acción de los esternocleidomastoideos, escalenos, pectorales, etc., creando mucha tensión y perjudicando en las zonas cervical, ventral, costal y el diafragma.
3. Respiración abdominal. Únicamente se mueve el abdomen (sacando tripa).En éste caso el diafragma sólo desciende. Suele producirse por debilidad abdominal y sólo es aconsejable para ejercicios de relajación y elasticidad de la musculatura abdominal tras un duro trabajo (sobre todo del transverso). Cuando éste tipo de respiración se produce por debilidad abdominal va acompañado de acortamiento de la musculatura lumbar, con aumento de la lordosis fisiológica.
4. Respiración costal. La que dirige el movimiento a las costillas sin que lo haga el abdomen. Existen 3 tipos:
Anterior o anterolateral. Las costillas y el esternón se elevan (sin implicar a la clavícula como la resp. accesoria), trabajando la musculatura costal y el diafragma anteriormente.
Lateral. El movimiento de las costillas se dirige hacia los lados, acompañado de una ligera movilidad anterior y posterior. El diafragma se mueve ensanchando especialmente el diámetro transversal.
Posterior o posterolateral. El movimiento se centra en la región posterior y lateral de las costillas, trabajando la musculatura costal en general y sobre todo posteriormente. El diafragma se mueve en los tres planos, especialmente a nivel transversal posterior.
6. A
PARATO DE LA FONACIÓN,
PRODUCCIÓN DE DISTINTOS TIPOS DE SONIDO MEDIANTE LAS CUERDAS VOCALES.
El aparato fonador es el conjunto de los diferentes órganos que intervienen en la articulación del lenguaje en el ser humano. Estos órganos son laringe, cavidad bucal, labios, lengua,
paladar, cavidad nasofaríngea. Lo componen tres grupos de órganos diferenciados:
1. Órganos de respiración.
Cavidades infraglóticas: pulmones, bronquios y tráquea.
3. Órganos de articulación. Cavidades supraglóticas: paladar, lengua, dientes, labios y glotis. Además, el correcto funcionamiento del aparato fonador, lo controla el sistema nervioso central. Más allá de la mera fonología, está el significante. Específicamente, se sabe que el control del habla se realiza en el área de Broca situada en el hemisferio izquierdo de la corteza cerebral.
Para convertirse en sonido, el aire procedente de los pulmones debe provocar una vibración, siendo la laringe el primer lugar en que se produce, en ésta se encuentran unas bandas de tejido muscular llamadas cuerdas vocales. La tensión, elasticidad, altura, anchura, longitud
y grosor de las mismas pueden variar dando lugar a diferentes efectos sonoros.
El efecto más importante de las cuerdas vocales es la producción de una vibración audible en los llamados sonidos sonoros, en contraste con los sonidos sordos, en cuya producción no vibran las cuerdas vocales.
La fonación se realiza durante la respiración, cuando el aire contenido en los pulmones, sale de éstos, empujado por el diafragma y los intercostales y, a través de los bronquios y la tráquea, llega a la laringe.
En la laringe se encuentran las cuerdas vocales, que consisten en una serie de repliegues o labios.
Hay 4 cuerdas vocales:
2 superiores (bandas ventriculares), que no participan en la articulación de la voz.
2 inferiores, las verdaderas cuerdas vocales, responsables de la producción de la voz.
¿Qué ocurre con las dos cuerdas?
Si se abren y se recogen a los lados, el aire pasa libremente, sin hacer presión: respiramos.
Si, por el contrario, se juntan, el aire choca contra ellas, produciendo el sonido que denominamos voz.
Hay 3 mecanismos básicos de producción de voz:
A.
Vibración de las cuerdas que produce los sonidos “tonales” o “sonoros” (vocales, semivocales, nasales, etc.).B. Las
interrupciones (totales o parciales) en el flujo de aire que sale de los pulmones que da lugar a los sonidos “sordos” (fricativas, etc.).C. La
combinación de vibración e interrupción, como las oclusivas sonoras (en español 'b', 'd' y 'g').El rango vocal lo determina la flexibilidad de las cuerdas vocales, que permite diferenciar los distintos tipos de voces (en canto: tenor, soprano, contralto, ...), en función de la altura, intensidad y timbre.
El sonido producido en las cuerdas vocales es muy débil; por ello, debe ser amplificado. Esta amplificación tendrá lugar en los resonadores nasal, bucal y faríngeo, donde se producen modificaciones que consisten en el aumento de la frecuencia de ciertos sonidos y la desvalorización de otros.
La voz humana, una vez que sale de los resonadores, es moldeada por los articuladores
(paladar, lengua, dientes, labios y glotis), transformándose en sonidos del habla: fonemas, sílabas, palabras, ... La posición concreta de los articuladores determinará el sonido que emita la voz.
Coordinación de la fonación con la respiración.
Es importante destacar que no se debe confundir la respiración vital con la respiración para la emisión sonora. Cuando respiramos normalmente, realizamos la inspiración seguida de la espiración, con sus respectivas pausas; en el habla (sobre todo en el canto), la espiración se prolonga mucho más que la inspiración.
El funcionamiento de los músculos que intervienen en la respiración, especialmente del diafragma, cambia en la pronunciación de distintos sonidos, ya que los pulmones deben dar una cantidad determinada de aire y con una presión fija para la emisión de distintas sílabas y demás sonidos en general.
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La modulación del aire en los pulmones constituye la fuente básica para producir todos los sonidos del habla, interviniendo en el control del volumen del aire tres mecanismos diferentes: La acción del diafragma.
La acción de los músculos intercostales, que intervienen también en la respiración levantando y aumentando el volumen de la caja torácica.
La acción de los músculos espiratorios, que son los más importantes para la producción de los sonidos del lenguaje. Los músculos intercostales internos hacen descender a la caja torácica y disminuyen su volumen, obligando al aire a circular hacia el exterior. El aire al salir de los pulmones atraviesa la glotis dirigiéndose hacia la cavidad nasal durante la respiración normal, o hacia la cavidad bucal durante el habla.
De esta forma, en la producción del sonido del habla participan una serie de mecanismos de adaptación respiratoria, los cuales permiten mantener la oxigenación normal en el sujeto, a pesar de que el habla se mantenga durante largo tiempo sin producir un grado excesivo de fatiga.
6. EL SISTEMA URINARIO
El sistema urinario es el conjunto de órganos que participan en la formación y evacuación de la orina. Está constituido por dos riñones, órganos densos productores de la orina, de los que surgen sendas pelvis renales como un ancho conducto excretor que al estrecharse se denomina uréter, a través de ambos uréteres la orina alcanza la vejiga urinaria donde se acumula, finalmente a través de un único conducto, la uretra, la orina se dirige hacia el meato urinario y el exterior del cuerpo.
Los riñones filtran la sangre y producen la orina, que varía en cantidad y composición, para mantener el medio interno constante en composición y volumen, es decir para mantener la homeostasis sanguínea.
Concretamente, los riñones regulan el volumen de agua, la concentración iónica y la acidez (equilibrio ácido base y pH) de la sangre y fluidos corporales, además regulan la presión arterial, eliminan residuos hidrosolubles del cuerpo, producen hormonas y participan en el mantenimiento de la glucemia, en los estados de ayuno.
7. LOS RIÑONES
7.1. SITUACIÓN Y PRINCIPALES RELACIONES ANATÓMICAS
retroperitoneales. A través de la membrana peritoneal, los riñones se relacionan con los órganos intraabdominales vecinos.
El riñón derecho se relaciona con la vena cava inferior, la segunda porción del duodeno, el hígado y el ángulo hepático del colon, con los dos últimos a través del peritoneo.
El riñón izquierdo se relaciona con la arteria aorta abdominal, el estómago, el páncreas, el ángulo esplénico del colon y el bazo.
El polo superior de cada riñón está cubierto por la glándula suprarrenal correspondiente, que queda inmersa en la cápsula adiposa.
7.2. INERVACIÓN E IRRIGACIÓN
La inervación de ambos riñones corre a cargo de los nervios renales que se originan en el ganglio celíaco, estructura nerviosa del sistema nervioso autónomo simpático situada sobre la arteria aorta abdominal. Los nervios renales forman el plexo renal que penetra en los riñones acompañando a las arterias renales, la mayoría son vasomotores (inervan vasos sanguíneos), de manera que regulan el flujo sanguíneo renal.
La irrigación de los riñones es muy abundante en relación a su peso y se debe a la función de depuración sanguínea que éstos realizan; las arterias renales derecha e izquierda son ramas de la arteria aorta abdominal.
Ambas arterias aseguran un aporte de sangre de unos 1200 ml por minuto, en reposo, volumen que representa entre un 20 y 25 % del gasto cardíaco en reposo. El retorno venoso de los riñones se produce a través de las venas renales derecha e izquierda que drenan a la vena cava inferior.
7.3. MORFOLOGIA EXTERNA
Los riñones son de color rojizo, tienen forma de habichuela, en el adulto pesan entre 130 g y 150 g cada uno y miden unos 11cm. (de largo) x 7cm. (de ancho) x 3cm. (de espesor). En cada riñón se distingue un polo superior y uno inferior; dos caras, la anterior y la posterior; dos bordes, el externo o lateral convexo y el medial o interno cóncavo que presenta en su porción central el hilio renal, éste es una ranura por donde entran y salen nervios, vasos linfáticos, vasos arteriovenosos y la pelvis renal, estos últimos constituyen el pedículo renal que se dispone de la siguiente forma, de delante a atrás: vena renal, arteria renal y pelvis renal.
7.4. MORFOLOGIA INTERNA: SENO, PARÉNQUIMA RENAL (CORTEZA Y MÉDULA) Y VASCULARIZACIÓN
En un corte frontal del riñón observamos dos elementos bien diferenciados: una cavidad llamada seno renal, cuyo orificio es el hilio renal y el tejido llamado parénquima renal, que a su vez presenta dos zonas de distinto aspecto y coloración: la corteza renal lisa y rojiza, en la periferia y la médula renal de color marrón, situada entre la corteza y el seno renal.
El seno renal es la cavidad del riñón que se forma a continuación del hilio renal, contiene las
arterias y venas renales
segmentarias e interlobulares, los ramos nerviosos principales del plexo renal y las vías urinarias intrarrenales (ver vías urinarias): los cálices renales menores y mayores y la pelvis renal, todos ellos rodeados de tejido graso
que contribuye a inmovilizar
dichas estructuras.
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La corteza renal es la zona del parénquima situada inmediatamente por debajo dela cápsula fibrosa, tiene un aspecto liso, rojizo y un espesor aproximado de 1cm.,se prolonga entre las pirámides formando las columnas de Bertin. En la corteza y las columnas se disponen los corpúsculos renales y los conductos contorneados de las nefronas (ver las nefronas), además de los vasos sanguíneos más finos. La médula renal es de color marrón y textura estriada, consta de 8 a 18 estructuras cónicas, las llamadas pirámides renales o de Malpighi, cuyos vértices, dirigidos hacia el seno renal, se denominan papilas.
En las pirámides se sitúan las asas de Henle, los conductos colectores y los conductos papilares, todos ellos conductos microscópicos que forman parte de las nefronas.
Dentro de cada riñón, la arteria renal sufre sucesivas divisiones, dando ramas de calibre cada vez menor hasta los capilares glomerulares o glomérulo en íntimo contacto con la cápsula de Bowman de las nefronas.
A diferencia de otros órganos, aquí los capilares glomerulares no confluyen en una
vénula, sino que dan lugar a la arteriola eferente de la cual se origina la segunda red capilar renal, los llamados capilares peritubulares, además de algunos capilares largos en forma de asa que acompañan las asas de Henle de las nefronas y que reciben el nombre de vasos rectos; a partir de aquí y siguiendo un recorrido paralelo pero inverso los capilares venosos, vénulas y venas de calibre creciente drenan la sangre a la vena renal que sale por el hilio renal.
LAS NEFRONAS: CORPÚSCULOS, TÚBULOS.
Al observar microscópicamente el parénquima renal, se constata que cada riñón está constituido por más de 1 millón de elementos tubulares plegados y ordenados, sustentados por tejido conjuntivo muy vascularizado, que denominamos nefronas.
En función de la posición en el parénquima se distinguen las nefronas corticales (80% aprox.) con el corpúsculo situado en la zona más externa de la corteza y el segmento tubular denominado asa de Henle que penetra a penas en la zona superficial de la pirámide medular y las nefronas yuxtamedulares (20%) que tienen el corpúsculo situado en la zona de la corteza próxima a la médula y el asa de Henle larga que penetra profundamente en la pirámide medular.
Cada nefrona consta del corpúsculo renal y del túbulo renal. El corpúsculo renal está constituido por los capilares glomerulares alojados en una cápsula esférica llamada la cápsula de Bowman.
Podemos imaginar la cápsula como un globo parcialmente desinflado en el que se hunde el glomérulo como un puño, de manera que los capilares glomerulares quedan rodeados por una doble pared de la cápsula de Bowman, la pared visceral, en íntimo contacto con la pared de los capilares, que forman la membrana de
filtración y por fuera la pared parietal, entre las dos capas está el espacio capsular que se continua sin interrupción con la luz del túbulo renal.
La arteriola Aferente que precede al glomérulo y la Eferente que le sigue, se sitúan ambas al mismo nivel y constituyen el polo vascular del corpúsculo, opuesto a éste se encuentra el polo urinario con el inicio del túbulo renal. En el corpúsculo sucede la filtración del plasma
sanguíneo y la formación del filtrado
glomerular
El túbulo renal nace a continuación de la
cápsula de Bowman, presenta varios
función es la de concentrar el filtrado hasta conseguir una orina definitiva ajustada a las necesidades homeostáticas de la sangre.
(1) El túbulo contorneado proximal es un tubo sinuoso de 13 mm de longitud aprox. Su función principal es la de reabsorber el 80% aprox. del filtrado glomerular.
(2) El asa de Henle que hace posible la formación de escasa orina concentrada cuando el cuerpo necesita ahorrar agua.
(3) El túbulo contorneado distal presenta células muy especializadas reguladoras de la tasa de filtración glomerular
(4) El túbulo o conducto colector, Es un tubo rectilíneo que se forma por confluencia de los túbulos contorneados distales de varias nefronas, a su vez, varios túbulos colectores confluyen en un conducto papilar que junto con otros similares drena en un cáliz menor. Estos conductos, se prolongan desde la corteza hasta la papila renal, atravesando en altura toda la pirámide.
8. VÍAS URINARIAS
8.1 INTRARRENALES: CÁLICES Y PELVIS RENAL
Son el conjunto de canales excretores que conducen la orina definitiva desde su salida del parénquima renal hasta el exterior del riñón: los cálices menores y mayores, la pelvis renal.
Los cálices menores son unas estructuras visibles macroscópicamente, en forma de copa, situados en el seno renal. Recogen la orina procedente de los conductos papilares que desembocan en la papila renal (vértice agujereado de cada pirámide medular). En cada riñón hay tantos cálices menores como pirámides, es decir entre 8 y 18 aprox.
Los cálices mayores, en número de 2 a 3 por riñón, conducen la orina de los cálices menores a la pelvis renal.
La pelvis renal se forma por la reunión de los cálices mayores, es un reservorio con capacidad
para 4-8 cm3 de orina, tiene actividad contráctil que contribuye al avance de la orina hacia el
exterior. La pelvis renal tiene una porción intrarrenal, situada enel seno renal y una porción extrarrenal, a partir del hilio, que se hace progresivamente más estrecha hasta continuarse con el uréter.
8.2. EXTRARRENALES: URÉTERES, VEJIGA Y URETRA
Son los uréteres, la vejiga urinaria, la uretra: La pelvis renal de cada riñón se continua con el uréter correspondiente éstos son dos finos conductos músculomembranosos (entre 4 y 7 mm de diámetro), retroperitoneales, que terminan en la base de la vejiga urinaria, dibujando un trayecto de entre 25 a 30 cm., con una porción abdominal y una pelviana.
En su trayecto abdominal, los uréteres descienden verticalmente, apoyados sobre la pared muscular abdominal posterior (a lo largo del músculo Psoas), recubiertos por el peritoneo. Al penetrar en la cavidad pélvica, cruzan los vasos ilíacos comunes iniciándose su trayecto pélvico. A continuación, en el hombre, los uréteres pasan por debajo de los conductos deferentes, mientas que en la mujer lo hacen por debajo de las arterias uterinas. Finalmente los dos uréteres llegan al fondo vesical donde se abocan, atraviesan la pared vesical siguiendo un trayecto oblicuo de arriba abajo y de fuera adentro. Este trayecto explica la ausencia de reflujo
vesicoureteral cuando la vejiga está llena, y se puede considerar una verdadera válvula
fisiológica.
La vejiga urinaria es un órgano muscular hueco situado en la cavidad pélvica, es un reservorio de orina con capacidad máxima fisiológica de hasta 800 ml, aunque en determinadas patologías puede exceder bastante este volumen.
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En el fundus vesical hay tres orificios, los dos ureterales, separados por unos 4-5 cm. y el orificio uretral, punto de partida de la uretra, los tres delimitan un espacio triangular denominado trígono vesical.
El orificio uretral y el inicio de la uretra están rodeados por dos esfínteres: uno de control involuntario formado por haces del músculo pubovesical y otro de control voluntario formado por fibras del músculo transverso profundo del periné que forma parte del diafragma urogenital.
La uretra femenina es un conducto de unos 3-4 cm. de longitud destinado exclusivamente a conducir la orina. Nace en la cara inferior de la vejiga, desciende describiendo un trayecto ligeramente cóncavo hacia delante, entre la sínfisis púbica por delante y la pared vaginal por detrás, desemboca en el meato uretral externo de la vulva, entre el clítoris por delante y el orificio vaginal por detrás. Poco antesdel meato, la uretra atraviesa el músculo transverso profundo del periné que constituye su esfínter externo, de control voluntario.
La uretra masculina tiene una longitud de entre 20-25 cm repartidos en varios segmentos: (1) uretra prostática, segmento de unos 3-4cm de longitud y 1cm de diámetro que atraviesa la próstata.
(2) uretra membranosa de 1cm aprox. de longitud, que atraviesa el músculo transverso profundo del periné, el esfínter voluntario del conducto.
(3) uretra esponjosa, que se dispone a todo lo largo del cuerpo esponjoso del pene, hasta el meato uretral.
9. FORMACIÓN DE LA ORINA
La formación de la orina pasa por tres etapas fundamentales: (1) la filtración glomerular
(2) la reabsorción tubular (3) la secreción tubular
La mayor parte de substancias excretadas, es decir las que se encuentran en la orina definitiva, pasan por las dos primeras.
9.1. LA FILTRACIÓN GLOMERULAR
La filtración glomerular es la etapa inicial en la formación de la orina, consiste en el paso de parte del plasma sanguíneo que circula por los capilares glomerulares del riñón, hacia el espacio capsular de Bowman, atravesando la membrana de filtración, ésta es un filtro complejo formado por tres estructuras: la membrana basal y el endotelio fenestrado, ambos, constituyentes de los capilares
glomerulares y la capa de podocitos, propia de la pared visceral de la cápsula de Bowman, que los rodea. Los
podocitos son células
epiteliales muy modificadas
con largas prolongaciones
citoplasmáticas llamadas
pedicelos.
Los elementos celulares de la sangre (hematíes leucocitos y
plaquetas) así como las
proteínas plasmáticas no
La tasa de filtración glomerular (TFG) es otro de los parámetros a saber de la fisiología renal, es el volumen de filtrado que se produce por unidad de tiempo, es de unos 120mL/min. aprox., que en 24 horas supone la elevada cifra de 180 L.
Este enorme volumen de filtrado se debe a la gran cantidad de sangre que reciben ambos riñones por unidad de tiempo, unos 1200 mL/min., que representa del 20 al 25% del gasto cardíaco en reposo (5000 mL/min.). Se comprende la necesidad de la reabsorción tubular para alcanzar el volumen definitivo de orina, que en general, en el adulto es de unos 2 L/día.
9.2. LA REABSORCIÓN TUBULAR
La reabsorción tubular es el retorno de gran parte del filtrado al torrente sanguíneo: las sustancias imprescindibles para el cuerpo como el agua, la glucosa, los aminoácidos,
vitaminas, parte de la urea, los iones Na+, K+, Ca2+, Cl-, HCO3- (bicarbonato), HPO42-(fosfato)
abandonan los túbulos de las nefronas e ingresan en los capilares peritubulares, atravesando las paredes de ambas estructuras.
El motor de la reabsorción tubular de gran parte del filtrado es el continuo funcionamiento de las bombas de Sodio/potasio (ATPasa de Na+/K+) ubicadas en la cara basal de las células tubulares. Estos dispositivos moleculares consumen energía en forma de ATP para poder transportar ambos iones en contra de su gradiente de concentración (transporte activo). La reabsorción del 99% del filtrado sucede a todo lo largo del túbulo renal especialmente en el segmento contorneado proximal (un 80% aprox.) mientras que el ajuste preciso del volumen y composición de orina definitiva se efectúa en el túbulo contorneado distal y colector.
9.3. SECRECIÓN TUBULAR
La secreción tubular es la transferencia de materiales desde la sangre de los capilares peritubulares y de las células de los túbulos renales hasta el líquido tubular, con el objetivo de regular la tasa de dichas sustancias en el torrentesanguíneo y de eliminar desechos del cuerpo.
Las principales son H+, K+, NH4 + (iones amonio), creatinina y ciertos fármacos como la
penicilina.
9.5. LA MICCIÓN
Es el vaciado vesical que permite la evacuación de la orina.
Cuando el volumen de orina en la vejiga es menor de 350 mL aprox., los esfínteres uretrales interno y externo están contraídos y el orificio uretral está cerrado.
Un mayor volumen de orina desencadena el llamado reflejo de la micción, en este arco reflejo, la distensión de las paredes vesicales estimula sus presorreceptores que captan y propagan la señal de estiramiento a través de fibras nerviosas que alcanzan el centro medular de la micción situado entre S2 y S3 de la médula espinal lumbosacra, a partir de aquí, fibras parasimpáticas conducen la respuesta motora hasta la vejiga provocando la contracción del músculo detrusor y la relajación del esfínter.
Al mismo tiempo, el centro de la micción inhibe las motoneuronas somáticas, con centro en la corteza cerebral, que inervan el esfínter uretral externo, así, solo se produce la micción cuando el músculo vesical se contrae y los esfínteres interno y externo se relajan.
El control voluntario de la micción, por lo tanto, se efectúa gracias al esfínter uretral externo, constituido por fibras del gran músculo estriado llamado diafragma pélvico.
La correcta hidratación del cuerpo depende tanto del volumen preciso de agua corporal como de la proporción adecuada de sustancias iónicas (electrolitos) disueltas en ella.
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GANANCIAS Y PÉRDIDAS DIARIAS DE AGUA Y ELECTROLITOS
Generalizando, se puede considerar que el adulto sano obtiene unos 2500 mL de agua al día a partir de los alimentos (30%), de las bebidas (60%) y del agua metabólica, que resulta de la oxidación intracelular de los compuestos nutritivos durante la respiración celular (10%).
Para mantener la constancia hídrica del medio interno, las pérdidas hídricas son proporcionales a las ganancias, de modo que se pierden unos 2500 mL /día por 4 vías: la renal que excreta un 60% aprox. de este volumen en forma de orina, la dérmica que, a través del sudor, elimina un 8%, la pulmonar que, a través del aliento, elimina aproximadamente un 28% y la gastrointestinal que elimina un 4% en el agua incluida en las heces.
Tanto las ganancias como las pérdidas de agua van acompañadas de las correspondientes de
electrolitos, principalmente de Na+, Cl- y K+.
CONTROL DE LA GANANCIA DE AGUA
Cuando las pérdidas de agua del cuerpo superan a las ganancias, el centro hipotalámico de la sed genera la necesidad de beber o conducta de la sed, de cara a evitar la disminución del volumen de líquido y el aumento de la concentración de los electrolitos disueltos (osmolaridad), situación que se conoce como deshidratación.
Los estímulos y señales que desencadena la conducta de la sed son los siguientes:
(1) el aumento de la osmolaridad del plasma detectado por los osmorreceptores hipotalámicos (2) la sensación de boca seca producida por la disminución de saliva que genera impulsos nerviosos estimuladores del centro de la sed
(3) la disminución de la presión arterial detectada por los barorreceptores del sistema cardiocirculatorio (receptores de la presión arterial).
(4) el aumento de la Angiotensina II circulante como respuesta a la Renina secretada por el aparato yuxtaglomerular renal ante la disminución de la presión arterial y el filtrado.
CONTROL DE LAS PÉRDIDAS DE AGUA Y SOLUTOS
La osmolaridad de los líquidos corporales está en relación directa con la concentración de NaCl y el volumen hídrico del plasma sanguíneo. Los riñones, regulando ambos parámetros bajo el control hormonal, modifican las características de la orina, contribuyendo al mantenimiento de la homeostasis hidroelectrolítica del organismo.
Las hormonas que más influyen sobre el riñón son:
(1) La Angiotensina II y (2) la Aldosterona, ambas promueven la reabsorciónde Na+ y Cl-,
(3) el péptido natriurético auricular (PNA) promueve la natriuresis o excreción urinaria de Na+ y
Cl- que se acompaña de pérdida de agua, de manera que disminuye el volumen de los líquidos
corporales y (4) la Hormona Antidiurética (HAD) es el principal factor regulador del volumen de orina producida, esta hormona se segrega por la hipófisis posterior en respuesta a una disminución del volumen plasmático, en esta situación, la unión de la hormona a los receptores celulares de los conductos colectores renales aumenta su permeabilidad al agua y promueve su reabsorción, produciéndose una orina concentrada.
CONTROL RENAL DEL PH
En condiciones normales, los riñones son capaces de responder a todas las modificaciones importantes de la concentración plasmática de protones libres y del pH, en unas horas.
La acidificación de la sangre estimula la excreción urinaria de protones, una reabsorción total del bicarbonato y la síntesis de bicarbonato nuevo en las células de los túbulos renales.
Cuando lo que sucede es una basificación de la sangre, las células renales reabsorben
