UNTVERSDDAD VERACRUZANA
F A C U L T A D D E M E D I C I N A
"AGENESIA RENAL"
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE
M E D I C O C I R U J A N O
PRESENTA:
MARIA DEL PILAR ALARCON OCHOA
ASESOR DE TESIS
DR. GUSTAVO ARENAS BENHUMEA
INDICE
Pag.
EMBRIOLOGIA DEL APARATO URINARIO 1 FORM AC ION DE LA UNIDAD EXCRETORA 1
Sistemas Renales 1
PRONEFROS 2 MESONEFROS 2 METANEFROS O RINON PERMANENTE 2
Sistema Colector 2 Sistema Excretor 3 Rin6n Poliquistico congenita 3
Agenesia Renal 3 Duplicacion y Ectopia Ureteral 4
POSICION DEL RINON 4 F U N C I 6 N DEL RINON 4 VEJIGA Y URETRA 5
Uretra 5 Fistula, quiste y senos uracales 5
/ ANATOMIA RENAL 6 Forma y direccion 6 Dimensiones, color y consistencia 6
Medios de ftjacion 6 Configuracion exterior y relaciones 6
Constitucion anatomica 7 Vasos y nervios 8 Venas 8 Linfaticos 8 Nervios 8 Conductos excretores 9 Calices 9 Pelvicilia 9 Ureter 9 FJSIOLOG1A RENAL 10
Anatomia fisiologica del Rifion 10 FUNCION DE LA NEFRON A 10
Dinamica del liquido en la membrana glomerular
Y presion de Filtracion 11 Intensidad de filtracion glomerular 12
Efecto de la constriccion arteriolar aferente sobre la filtracion 12
Caracteristicas de filtrado glomerular 12
Resorcion tubular 12 Resorcion activa 13 Resorcion activa de nutrientes desde el liquido tubular 13
Resorcion Activa de iones, Cloruro de Sodio 13 Absorcion contra una diferencia de concentracidn 14
Resorcion de agua desde los tubulos 14
Secrecion tubular activa 15 Resumen de la funcion de la nefrona 15
Intensidad de la diuresis 16 REGULACION DE LA INTENSIDAD DE LA ELABORACION DE
LIQUIDO POR LOS TUBULOS: Fenomeno de la
autorregulacion de la filtration glomerular. 16 Funcion del aparato Yuxtaglomerular 16 Concepto de la depuracion o aclaracion 17
Calculo de la depuracion renal 17 Depuracion como prueba de funcionamiento renal 17
Mediation de la filtracion glomerular al calcular la depuracion
Renal de Insulina 17 Estimation del riego sanguineo renal por metodos de depuracion 18
AVANCES DE LA BIOLOGIA CELULAR Y GENETICA DE
MALFORMACIONES RENALES EN HUMANOS. 19
Pistas en estudios con animales 20 Biologia de las malformaciones humanas 21
Causas teratogenicas y fisicas de malformaciones Humanas 22
Genes y sindromes de mal formaciones renales 22
Sindrome Coloboma-Renal 22 Sindrome de Kallmann 23 Sindrome Braquio-oto-renal 24 La genetica de malformaciones renales aisladas 24
Conclusiones 25 DIAGNOSTICS FETAL DE ANOMALIAS RENALES 26
Anatomia normal del tracto urinario fetal 26 Una aproximacion ultrasonica a las anormalidades del
tracto urinario y renal. 27 DESORDENES DEL TRACTO URINARIO COMUN 28
Agenesia Renal 28 Epidemiologia y etiologia 28
Patologia y Curso clinico 28 Diagn6stico sonografico 29 Ectopia Renal Cruzada y Rinon pelvico 30
Epidemiologia y etiologia 30 Patologia y Curso clinico 30 Diagnostico sonografico 30
Uropatias Obstructivas 31 Obstrucci6n de la Union Ureteropelvico (UPI) 32
Epidemiologia y etiologia 32 Patologia y Curso clinico 33 Diagn6stico sonografico 33 Obstruccion de la Union Ureterovesical (UVJ) y Megaureter 33
Epidemiologia 33 Etiologia, Patologia y Curso clinico 33
Obstrucci6n ureteral 34 Epidemiologic y etiologia 34
Patologia y Curso clinico 35 Oiagn6stico sonografico 35 Enfermedad Qufstica Renal 36 Displasia quistica Renal (Potter tipo IV) 36
Etiologia Patologia y pronostico 36 Displasia Multiquistica Renal (Potter tipo 10 36
Epidemiologia y etiologia 36 Patologia y Curso clinico 37 Anomalias Renales contralaterals 37
Diagnostico sonografico 37 Enfermedad poloquistica renal (Potter tipo I) 37
Epidemiologia y etiologia 37 Patologia y Curso clinico 38 Diagnostico sonografico 38
EMBRJOLOGIA DEL APARATO URINARIO
Desde el punto de vista funcional el aparato urogenital puede dividirse en dos componentes por completo distintos: a) el aparato urinario y b) el aparato genital. Desde el punto de vista embriologico y anatomico, sin embargo, ambos aparatos guardan intima relation. Los dos provienen de un pliegue mesodermico comun (mesodermo intermedio) situado a lo largo de la pared posterior de la cavidad abdominal, y los conductos excretores de los dos sistemas desembocan en un periodo inicial en una cavidad comun, la cloaca.
Con el desarrollo ulterior la superposicion de los dos aparatos es particularmente manifiesta en el varon. El conducto excretor primitivo funciona como conducto urinario en un principio, pero luego se transforma en el conducto genital principal. Ademas, en el adulto, los organos urinarios, lo mismo que los genitales, descargan sus productos, la orina y el semen, por medio de un conducto comun, la uretra peniana.
FORMACION DE LA UNIDAD EXCRETORA
A1 comienzo de la cuarta semana de desarrollo el mesodermo intermedio en la region cervical pierde contacto con el somita y forma acumulos celulares dispuestos segmentariamente, llamados nefrotomas. Los nefrotomas crecen en sentido lateral y se canalizan. Los tubulos neoformados, llamados tubulos nefricos, desembocan medialmente en el celoma intraembrionario mientras que en sus extremos laterales crecen en direction caudal. Durante el crecimiento caudal los tubulos de los segmentos sucesivos se unen y forman un conducto longitudinal a cada lado del embrion. Mientras esto ocurre, ramas pequenas de la aorta dorsal causan invaginaciones en el pared del tubulo nefrico lo mismo que en la de la cavidad celomica, formando asi los glomerulos intemos y externos, respectivamente. Los glomerulos estan constituidos por un penacho u ovillo globular de capilares y junto con el tubulo nefrico forman la unidad excretora o nefrona.
En las regiones toracica, lumbar y sacra, el mesodermo intermedio a) pierde su contacto con la cavidad celomica, b)desaparece la segmentation y c) forma dos, tres y a veces mas tubulos excretores por cada segmento original. En consecuencia, no se desarrollan los glomerulos externos y el mesodermo no segmentado forma los cordones nefrogenos. Estos dan origen a los tubulos excretores rinon y forman pliegues longitudinales bilaterales, las crestas urogenitales, sobre la pared dorsal de la cavidad celomica.
Sistemas Renales
Durante la vida intrauterina, en el ser humano se formas tres sistemas renales diferentes, que presentan algo de superposicion: el pronefros, el mesonefros y el metanefros. El primero de estos sistemas es rudimentario y no funciona. EL segundo puede funcionar durante un breve tiempo al comienzo del periodo fetal, y el tercero forma el rinon permanente.
PRONEFROS
En el embrion humano el pronefros esta representado por 7 a 10 grupos celulares macizos, dispuestos en la region cervical. Los primeros nefrotomas vestigiales que se forman experimentan regresion antes de originarse los ultimos, y hacia el final de la cuarta semana ha desaparecido todo indicio del sistema pronefrico.
MESONEFROS
Durante la regresion del sistema pronefrico aparecen los primeros tubulos excretores del mesonefros. Estos se alargan rapidamente, forman un asa en S y adquieren un glomerulo en el extremo medial. En este sitio el tubulo forma la capsula de Bowman. La capsula y el glomerulo en conjunto constituyen un corpusculo mesonefrico. En el extremo opuesto el tubulo desemboca en el conducto colector longitudinal, denominado conducto mesonefrico o de Wolf.
Hacia la mitad del segundo mes de desarrollo el mesonefros forma un organo ovoide voluminoso a cada lado de la linea media. Dado que la gonada en desarrollo esta situada en el lado interno del mesonefros, el relieve formado popr ambos organos de denomina cresta urogenital. Mientras los tubulos caudales estan aun en diferenciacion, los tubulos y glomerulos craneales muestran cambios degenerativos y hacia el final del segundo mes la mayor parte ha desaparecido. Sin embargo, el varon persisten algunos tubulos caudales y el conducto mesonefrico, pero en la mujer desaparecen por completo. METANEFROS O RINON PERMANENTE
Durante la quinta semana de desarrollo aparece un tercer organo urinario, el metanefros o rinon definitivo o permanente. Sus unidades excretoras se desarrollan a partir del mesodermo metanefrico de manera analoga o como lo hacen en el sistema mesonefrico. Sin embargo, el desarrollo del sistema de conductos difiere de los otros sistemas renales. Sistema colector
Los tubulos colectores del rinon definitivo se desarrollan a partir del brote ureteral, evaginacion del conducto mesonefrico proxima a su desembocadura en la cloaca. El brote se introduce en el tejido metanefrico, el cual forma una caperuza moldeada sobre su extremo distal. Ulteriormente el esbozo se dilata formando la pelvis renal primitiva y se divide en una portion craneal y otra caudal, los futuros calices mayores.
Cada caliz, al introducirse en el tejido metanefrico, forma dos nuevos brotes, los cuales siguen subdividiendose hasta formar 12 generaciones de tubulos, o mas. En tanto que en la periferia se producen mas tubulos hasta el final del quinto mes, los tubulos de segundo orden crecen e incorporan a los de la tercera y cuarta generation, lo cual forma los calices menores de la pelvis renal. Al continuar el desarrollo, los tubulos colectores de la quinta generation y de las sucesivas se alargan considerablemente y convergen en el caliz menor, lo cual forma la piramide renal. En consecuencia, el brote ureteral origina el ureter, la pelvis renal, los calices mayores y menores y de uno a tres millones de tubulos colectores, aproximadamente.
Sistema excretor
Cada tubulo colector neoformado esta cubierto en el extremo distal por la llamada caperuza del tejido metanefrico. Por influencia inductora del tubulo, las celulas del tejido de la caperuza forman pequenas vesiculas, las vesiculas renales, las cuales a su vez originan tubulos mas pequefios. Estos tubulos, junto con los ovillos capilares llamados glomerulos, forman las nefronas o unidades excretoras. El extremo proximal de la nefrona constituye la capsula de Bowman incluida profiindamente en el glomerulo. El extremo distal desemboca en uno de los tubulos colectores, estableciendo asi un pasaje del glomerulo a la unidad colectora. El alargamiento continuo del tubulo excretor da como resultado la formation del tubulo contorneado proximal, el asa de Helen y el tubulo contorneado distal. En consecuencia, el rinon tiene dos origenes diferentes en su desarrollo: a) el mesodermo metanefrico, que proporciona las unidades excretoras, y b) el brote ureteral que da origen al sistema colector.
En el momento del nacimiento los rinones tienen un aspecto lobular. En el curso de la infancia desaparece la lobulation como consecuencia del ulterior desarrollo de las nefronas; sin embargo, el numero de estas no aumenta.
Rinon poliquistico congenita
Existen dos teorias acerca del origen del rinon poliquistico congenita, anomalia en la cual se forman numerosos quistes, tanto que el tejido renal activo restante es insuficiente. Segun la teoria de la formation de quistes renales por 'Yalta de union", los tubulos colectores y excretores a veces no se unen. Las unidades excretoras se desarrollan entonces de manera normal y hasta pueden formar glomerulos funcionales. Sin embargo, la acumulacion de orina en los tubulos contorneados produce su dilatation y gradualmente la formation de quistes. Las pruebas recientes indican que el defecto initial se encuentra en la formation o funcion anormales en los tubulos contorneados proximales. Por ello se producen cambios degenerativos y se forman numerosos quistes.
En ocasiones se observan uno o varios quistes cerca de la pelvis renal. Se considera que estos quistes son restos de las nefronas de segundo, tercero y cuarto orden. Cuando los tubulos colectores correspondientes quedan incluidos en los calices menores, las nefronas suelen desaparecer. En la actualidad se considera que la causa principal de formation de quistes en el rinon es el desarrollo anormal del sistema colector. En algunos casos se observo que la formation de quistes era el resultado de hiperplasia de la pared de los tubulos colectores, y en otros, de la diferenciacion anormal del brote ureteral, lo cual origino tubulos dilatados, contraidos o a veces atresicos.
Agenesia renal
Se presume que la agenesia renal bilateral o unilateral es consecuencia de la degeneration prematura del brote ureteral. Cuando el brote ureteral no llega a la caperuza
de tejido metanefrico, esta no prolifera. Se observa agenesia renal unilateral en uno por cada 1500 individuos, aproximadamente, la agenesia bilateral es poco frecuente.
En caso de agenesia renal bilateral suele estar reducida la cantidad de liquido amniotico (oligohidramnios) por el hecho de que el feto ingiere dicho liquido, pero no puede excretarlo. El feto puede sobrevivir puesto que los rinones no son necesarios para el recambio de los productos de desecho. En consecuencia, continua su desarrollo, pero el neonato muere a los pocos dias.
Duplication y ectopia ureteral
La bifurcation temprana del brote ureteral puede originar duplication partial o completa del ureter. En estas circunstancias el tejido metanefrico puede dividirse en dos partes, cada una de las cuales posee pelvis renal y ureter propios. Sin embargo, lo mas frecuente es que las dos porciones presenten varios lobulos comunes, como consecuencia de que se entremezclan los tubulos colectores. En casos poco frecuentes un ureter desemboca en la vejiga mientras que el otro penetra en la vagina, la uretra o el vestibulo. Esta anomalia se explica por la formation de dos brotes ureterales; uno de ellos suele tener position normal, en tanto que el anormal se desplaza hacia abajo junto con el conducto mesonefrico, y esa es la causa de su desembocadura baja anormal en la vejiga, la uretra, la vagina o la region del epididimo.
POS1CION DEL RINON
En una etapa inicial estan situados en la pelvis y mas tarde se desplazan hacia una position en el abdomen algo mas craneal. Este llamado "ascenso" del rinon es ocasionado por la disminucion de la curvatura del cuerpo, asi como por el crecimiento de este en las regiones lumbar y sacra. En la pelvis, el metanefros recibe irrigation de la rama iliaca de la aorta. Durante su "ascenso" hasta el nivel abdominal es vascularizado por arterias que nacen de la aorta a niveles cada vez mas altos. Los vasos inferiores generalmente degeneran, aunque pueden producirse variantes, tales como dos o tres arterias renales supernumerarias, por persistencia de los vasos embrionarios.
FUNCION DEL RINON
El metanefros definitivo adquiere funcion durante la segunda mitad del embarazo. La orina es emitida hacia la cavidad amniotica y se mezcla con el liquido amniotico. Este liquido es tragado por el feto y llega al aparato intestinal, donde es absorbido hacia la sangre y vuelve a pasar por los rinones para volver al liquido amniotico. Durante la vida intrauterina los rinones no tienen a su cargo la excretion de productos de desecho, ya que esta es funcion de la placenta.
VEJIGA Y URETRA
En la cuarta a la septima semana de desarrollo, el tabique urorrectal divide a la cloaca en el conducto anorrectal y el seno urogenital primitivo. La membrana cloaca) se divide a su vez en membrana urogenital, por delante, y membrana anal, por atras.
En el seno urogenital primitivo pueden distinguirse tres porciones: a) la parte superior y mas voluminosa es la vejiga. En un principio la vejiga se continua con la alantoides, pero cuando esta ultima se oblitera, el vertice de la vejiga queda unido con el ombligo por un gnieso cordon fibroso, el uraco. En el adulto tambien recibe el nombre de ligamento umbilical medio, b) Un conducto bastante estrecho, la portion pelviana del seno urogenital, que en el varon da origen a las porciones prostatica y membranosa de la uretra, c) El seno urogenital definitivo, tambien llamado portion falica del seno urogenital, bastante aplanado en sentido lateral y separado del exterior por la membrana urogenital.
El desarrollo del seno urogenital definitivo difiere mucho en ambos sexos. Durante la division de la cloaca de los conductos mesonefricos se incorporan gradualmente en la pared de la vejiga. En consecuencia, loa ureteres, que en un principio eran evaginaciones de los conductos mesonefricos, entran en la vejiga por separado. Como resultado del ascenso de los rinones, los orificios de los ureteres se desplazan mas aun en sentido craneal, los de los conductos se acercan entre si para penetrar en la uretra prostatica y en el varon forman los conductos eyaculadores. Dado que tanto los conductos mesonefricos como los ureteres tienen origen mesodermico, la mucosa de la vejiga en la portion formada por incorporation de los conductos (el trigono vesical), es de origen mesodermico. La portion restante de la vejiga deriva del seno urogenital y tiene origen endodermico. Con el tiempo, el revestimiento mesodermico del trigono es reemplazado por el epitelio endodermico, de manera que en definitiva el interior de la vejiga queda revestido por completo de epitelio de origen endodermico.
Uretra
El epitelio de la uretra masculina y femenina es de origen endodermico, en tanto que el tejido conectivo y muscular que la rodea deriva de la hoja esplacnica del mesodermo. Hacia el final del tercer mes el epitelio de la uretra prostatica comienza a proliferar y forma varias evaginaciones que se introducen en el mesenquima circundante. En el varon, estos brotes originan la prostata. En la mujer, la portion craneal de la uretra da origen a las glandulas uretrales y parauretrales.
Fistula, quiste y seno uracales
Cuando persiste la permeabilidad de toda la portion intraembrionaria de la alantoides, puede fluir orina por el ombligo. Esta anomalia se denomina fistula uracal. En caso de que solo persista una zona localizada de la alantoides, la actividad secretora de su revestimiento produce dilatation quistica, el llamado quiste uracal. Cuando persiste la luz en la portion superior se forma el seno uracal, que suele ser continuo con la vejiga.
ANATOMIA RENAL Rifiones
Son dos, derecho e izquierdo, estan situados a los lados de la columna, a la altura de la 2 ultimas vertebras dorsales y de las 2 primeras lumbares.
Forma y direction
Son alargados en sentido vertical, su forma es parecida a un frijol, su eje longitudinal esta dirigido de arriba abajo y de adentro afuera, de tal manera que su polo superior esta mas cerca de la linea media.
Dimensiones, color y consistencia
Tiene una longitud de 12 cm, una anchura de 7 a 8 cm y un espesor de 4 cm, pesa 140 grs en el hombre y 120 grs en la mujer; es de color cafe rojizo o rojo obscuro y consistencia forme.
Medios de fijacion
El rinon esta fijo a la fascia renal, que es una dependencia de la fascia subperitoneal, la cual al llegar al borde externo del rinon, se desdobla en una hoja anterior prerrenal y una posterior retrorrenal. La hoja retrorrenal despues de cubrir la cara posterior se fija a los cuerpos vertebrales y constituye la fascia de Zuckerkandl.
La hoja prerrenal cubre la cara anterior del rinon, pasa por delante de los vasos; ambas hojas se prolongan hacia arriba, uniendose junto con la capsula suprarrenal para fijarse en la cara inferior del diafragma. En el polo inferior las hojas se prolongan hacia abajo, abarcan el tejido conjuntivo y se adelgazan mientras desciende hasta perderse en el tejido celuloadiposo de la fosa iliaca interna.
Configuration exterior y relaciones
Posee forma de elipsoide, aplanado de adelante atras, de diametro mayor vertical, con borde externo convexo y borde interno escotado; la escotadura corresponde al hilio del rifton. Por su forma se distinguen 2 caras, 2 bordes y 2 extremos o polos.
Cara anterior: Se relaciona con el peritoneo y con la fascia renal; a traves del peritoneo el rinon derecho se relaciona con la capsula suprarrenal, cara inferior del higado, angulo colico derecho y en su portion mas interna con la segunda portion del duodeno y la vena cava inferior.
Cara anterior del rinon izquierdo se relaciona con la capsula suprarrenal, con la cola del pancreas, cara renal del bazo, portion terminal del colon transverse y el angulo colico izquierdo; con estomago y angulo duodenoyeyunal.
Cara posterior: es menos convexa, se halla en relation con la duodecima costilla, la portion inferior se relaciona con el cuadrado lumbar.
Borde externo: es convexo redondeado, el borde externo del rinon derecho corresponde a la cara inferior del higado y el mismo borde del rinon izquierdo al bazo y al angulo colico izquierdo.
Borde interno senoreenla: presenta en la parte media una escotadura Iimitada arriba y abajo por el borde del rinon, grueso y redondeado (musculo psoas). Esta escotadura lleva el hilio del rinon; se encuentra el pediculo renal formado por la vena renal anterior, arteria por detras de ella y la pelvicilla mas posterior.
Extremidad superior o polo superior: esta en relation con la capsula suprarrenal por intermedio de tejido celular flojo.
Extremidad inferior o polo inferior: es menos gruesa, esta situada a nivel de la parte media de la tercera vertebra lumbar, en el lado derecho y a la altura del disco intervertebral que separa la segunda de la tercera vertebra lumbar, en el izquierdo. Queda mas alto el rinon izquierdo que el derecho.
Constitution anatomica
Esta constituido por una envoltura fibrosa propia, la capsula renal y un parenquima a su vez formado por tejido propio y por estroma conjuntivo.
Capsula fibrosa: es una membrana fibrosa que envuelve al rinon en toda su superficie sin adherirse a el.
Parenquima renal: esta constituido por tejido propio y por un estroma conjuntivo intersticial. Al hacer un corte longitudinal se observan 2 zonas distintas una periferica o cortical y otra central o medular.
Zona cortical o periferica: tiene un color amarillento, ocupa toda la corteza del rinon y se prolonga entre las piramides de Malpigio hasta el seno renal, donde forma las salientes interpapilares, constituyendo de la corteza al centro las columnas de Bertin.
La sustancia medular o central: es de color rojo obscuro, se observan en ella superficies triangulares, estas son el corte de las piramides de Malpigio, que en corte longitudinal aparecen de 5 a 7, en un corte transversal se ven anteriores y posteriores, siendo 12 como promedio.
La zona interna o papilar: es de color claro, se prolonga hacia la cavidad del seno renal, con forma de salientes amelonadas (papilas renales).
La zona limitante: es de color mas obscuro y en ella se ven estrias palidas y obscuras, las palidas llevan los tubos uriniferos de Bellini y las obscuras los vasos sanguineos (vasos rectos de Hele).
Ambos tubos claros y obscuros pasan de la zona limitante a la zona cortical donde van a formar los tubos uriniferos, las piramides de Ferien, estas quedan separadas por espacio que constituye un laberinto integrado por vasos sanguineos, corpusculos de Malpigio y tubos uriniferos.
El liquido de excretion filtrado en los glorfterulos de Malpigio, pasa a una portion estrecha que es el cuello, se comunica con una portion mas amplia tubo contomeado. Estos estan en zona cortical en donde el liquido pasa al laberinto. Sigue despues por el tubo delgado que va hacia la zona papilar, se dobla hacia la zona cortical, aumenta su calibre y constituye el asa de Henle, desemboca en un tubo contomeado (flexuoso) que es el tubo de union, el cual termina en tubo colector o tubo de Bellini.
Tubo colector inicia en piramides de Ferrini va hacia piramides de Malpigio, es mas grueso a medida que recoge mayor cantidad de orina (tubo de Bellini). Varios tubos de
Bellini convergen para formar los conductos colectores que se abren en la zona cribada de las papilas y vierten la orina en el caliz correspondiente.
Vasos y nervios
Cada rinon recibe sangre de la arteria renal, que nace directamente de la aorta que penetra at rinon por el seno renal. La arteria renal se divide en ramas de primer orden: la prepielica, la retropielica y la polar superior. De la prepielica nace la polar inferior y de la retropielica la polar superior. Despues se dividen en ramas de segundo orden que penetran en el parenquima y constituyen las arterias intrapapilares e interpiramidales, bordean las piramides hasta la zona limitante donde se introduce al laberinto para terminar en el glomerulo de Malpigio. La rama que penetra en este origina una red capilar, de la cual emana el vaso eferente que sale por el mismo punto por donde entro la arteria ya que por el lado opuesto sale el conducto urinifero. La arteria renal se anastomosa con la espermatica, con las colicas superiores y con las capsulares.
Venas
Tienen su origen en la capsula renal, donde se forman grupos de 4 o 5 venas que se dirigen hacia el centra del organo. Constituyen las estrellas de Verheyen, de cuyo vertice parten las venas interlobulillares que van a constituir los ramos venosos salientes de las arterias. Las venas de la capsula adiposa forman una red anterior y otra posterior y desembocan en un arco venoso en el borde del rinon. Forman asi un centra de derivation, que tiene conexiones con la vena renal a traves de la atmosfera adiposa; con la red intrarrenal, por vasos centripetos que van a las estrellas de Verheyen, y por vasos centrifugos que se esas estrellas se dirigen a las venas de la capsula adiposa, constituyendo venas renales accesorias.
Linfaticos
Nacen de una red superficial subcapsular que tiene anastomosis con la red de la capsula adiposa y la red subperitoneal. Tambien emanan de una red profunda, de la que se originan conductos colectores, las superficiales desembocan en los lumboaorticos y los profundos siguen el trayecto de los vasos sanguineos y terminan en los ganglios aorticos izquierdos y los que estan por detras de la vena cava. Los linfaticos del rinon tienen anastomosis con los de testiculo y del ovario asi como del ureter y del higado.
Nervios
Proceden de los nervios esplacnicos mayor y menor del plexo solar, llegan al rinon formando un gnipo anterior de 5 a 6 filetes que abordan la arteria renal por arriba y por delante hasta el seno renal; el grupo posterior acompana a la arteria, siguiendo su borde superior e inferior, en su trayecto tiene formaciones ganglionares y alcanza el seno renal por sus partes superior e inferior.
Conductos excretores
Estos se inician a nivel de las papilas, en el interior del seno renal por los pequenos calices que se unen entre si para formar los grandes calices, los cuales desembocan en la pelvicilla y esta se continua con el ureter.
Calices
Los pequenos calices son conductos membranosos (cono hueco) con una longitud de 1 cm aproximadamente; tienen una extremidad renal que se inserta en la base de una papila y la otra extremidad desemboca en el caliz mayor. Poseen una superficie interior en contacto con la orina, la exterior en relation con la grasa del seno renal y con la ramificaciones de la arteria y venas renales. En igual numero que las papilas. Los grandes calices son de longitud variable 15 mm aproximadamente, son 3: superior, medio e inferior. El superior recoge orina del tercio superior del rifSon, formado por 3 o 4 calices.
El medio recoge orina de la parte media, formado por 2 o 3 calices, este conducto desemboca en la parte media de la pelvicilla o en la parte externa del caliz inferior.
El inferior colecta la orina del tercio inferior del rinon, se forma por 3 o 4 calices; tiene direction oblicuamente ascendente y desemboca en la parte inferior de la pelvicilla.
Pelvicilla
Segundo segmento del aparato excretor; la forma y diametro son variables, forma ampular y ramificada. En la ampular los grandes calices son reducidos y los pequenos desembocan directamente en la pelvicilla. En las de tipo ramificado, se observan los grandes calices superior, medio e inferior, es el tipo mas frecuente.
La pelvicilla tiene forma de embudo aplanado de adelante atras con 2 caras, 2 bordes, 1 base y 1 vertice.
Relaciones
Portion dentro del seno renal y otra fuera de el. En la portion intrarrenal (en el interior del seno) las dos caras de la pelvicilla corresponden a las ramificaciones vasculares prepielica y retropielicas. Las arterias prepielicas estan situadas en un piano mas anterior que las venas. Por la mitad superior de este espacio pasan los vasos renales y la mitad inferior esta destinada a dar paso a la pelvicilla.
El la portion extrarrenal es la parte situada por fuera del seno renal, esta en relation por detras con el musculo psoas. Por delante con las ramas prepielicas de la arteria renal, con la vena, peritoneo y segunda portion del duodeno.
Ureter
Tubo membranoso extendido de la pelvicilla a la vejiga; longitud de 28 cm y un diametro de 5 mm.
FISIOLOGIA RENAL
El rinon produce orina y a la vez que lo hace regula las concentraciones de la mayor parte de las sustancias del liquido extracelular. Esto lo logra eliminando los materiales del plasma sanguineo que se encuentran en exceso y conservando las sustancias que se encuentran en cantidades normales y subnormales.
Anatomia fisiologica del rinon
Las nefronas forman orina a partir de la sangre; a partir de estas unidades la orina fluye hacia la pelvis renal,, y a continuation por el ureter hacia la vejiga urinaria. Los dos rinones contienen alrededor de dos millones de nefronas, y como cada nefrona opera casi del mismo modo que las demas, podemos caracterizar la mayor parte de las funciones del rifion como un todo al explicar la funcion de una sola nefrona.
La nefrona esta compuesta de dos partes principales, corpusculo renal y tubulos renales. A su vez el corpusculo renal esta constituido por un mechon de capilares, llamado glomerulo, rodeado por una capsula que se llama capsula de Bowman. El liquido se filtra desde los capilares hacia esta capsula, y a continuation pasa desde aqui primero hacia el tubulo proximal; a continuation hacia un asa larga llamada asa de Henle; luego hacia el tubulo distal; a continuation hacia el conducto colector, y por ultimo hacia la pelvis renal. Al pasar el filtrado por los tubulos se resorbe la mayor cantidad de agua y electrolitos hacia la sangre, pero casi todos los productos terminates del metabolismo se quedan en la orina. De esta manera no se agotan agua ni electrolitos del cuerpo, aunque se eliminan constantemente los productos de desecho del metabolismo.
FUNCION DE LA NEFRONA
La nefrona fiintional como una arteriola aferente lleva sangre al glomerulo y a continuation fluye desde este por una arteriola eferente hacia los capilares peritubulares, y por ultimo hacia la vena.
Teoria basica de la funcion de la nefrona
La funcion basica de la nefrona consiste en limpiar el plasma sanguineo de sustancia indeseables a su paso por el rinon, a la vez que retiene en la sangre las sustancias que requiere aun el cuerpo. Por ejemplo se eliminan especialmente de la sangre los productos terminales del metabolismo como urea y creatinina. Por otra parte, tambien se eliminan iones de sodio, cloruro y otros iones cuando se acumulan en exceso en el plasma.
La nefrona limpia el plasma de sustancias indeseables de dos maneras diferentes: l)filtra una gran cantidad de plasma, por lo general cerca de 125 ml por minuto, por la membrana glomerular. A continuation, al fluir este liquido filtrado por los tubulos no se resorben las sustancias indeseadas y pasan hacia la orina, en cambio se resorben de manera selectiva las sustancias necesarias de nuevo hacia el plasma. 2) algunas sustancias se depuran por el proceso de secretion, esto es, las paredes tubulares extraen activamente sustancias de la sangre y las secretan hacia los tubulos.
Por tanto, la orina que se forma al ultimo esta compuesta tanto de sustancias filtradas como de sustancias secretadas.
Filtracion glomerular
Membrana glomerular. Se le llama asi a los capilares del glomerulo con sus cubiertas membranosas. Estos capilares estan cubiertos por celulas epiteliales que los envuelven con multiples pies celulares. Estos pies hacen interdigitacion entre si y dejan entre ellos hendiduras por las que puede filtrarse el liquido desde los capilares hacia la capsula de Bowman.
Las tres capas de la membrana glomerular, desde el interior hacia el exterior son: 1) la capa de celulas endoteliales del propio capilar; 2) una membrana basal de fibras colagenas y de proteoglican, y 3) la capa de celulas epiteliales situada en el exterior y constituida por los pies ya descritos. Se encuentran muchos orificios llamados fenestras o ventanas en la capa de celulas endoteliales, y que tambien hay muchos poros de hendidura entre los pies adyacentes de la capa de celulas endoteliales. La membrana basal situada entre estas dos capas tambien es muy porosa, porque se trata solo de una redecilla de fibras. Por tanto, a traves de las ventanas, los poros de hendiduras y los espacios de la membrana basal es por donde se filtra liquido desde los capilares glomerulares hacia la capsula de Bowman. Este liquido es el filtrado glomerular, y pasa desde la capsula de Bowman hacia el sistema tubular.
La membrana glomerular es varios cientos de veces tan permeable al agua y a los solutos moleculares pequenos como la membrana capilar ordinaria de otros sitios del cuerpo, pero se aplican a ella los mismos principios de la dinamica de los liquidos que a las otras membranas capilares. Al igual que esta, la membrana glomerular casi en su totalidad es impermeable a las proteinas plasmaticas y lo es tambien a las celulas de la sangre.
Sin embargo, la presion glomerular tambien es muy elevada, alrededor de 60 torr, en contraste con las presiones bajas, de 15 a 20 torr, de los capilares de otras partes del cuerpo. A causa de esta presi6n elevada pasa liquido en forma constante hacia el exterior de todas las partes de la membrana glomerular en direction a la capsula de Bowman. Veremos que la mayor parte del liquido que se fuga por la membrana glomerular se resorbe mas adelante por los tubulos renales hacia los capilares peritubulares. El que no se resorbe se convierte en orina.
Dinamica del liquido en la membrana glomerular y presion de filtracion.
La presion glomerular normalmente es de 60 torr, en tanto que la presion coloidal del glomerulo es de 32 torr. La presion de la capsula de Bowman es de cerca de 18 torr, y la presion coloidosmotica en esta capsula en esencia es cero. Por tanto, la presion que tiende a forzar el liquido hacia el exterior del glomerulo es de 60 torr, en tanto que la presion total que tiende a hacer pasar liquido en la direction opuesta, desde el glomerulo hacia la capsula de Bowman, es 32 + 18, o sea 50 torr. La diferencia entre la presion hacia fuera, de 60 torr, y hacia adentro, de 50 torr, da un resultado de 10 torr, que es la presi6n neta que impulsa liquido hacia la capsula de Bowman; esta es la llamada presion de filtracion.
Intensidad de filtracion glomerular
La intensidad a la que se filtra liquido desde la sangre hacia la capsula de Bowman, que se llama intensidad de filtracion glomerular, es directamente proporcional a la presion de filtracion. Por tanto, cualquier factor que cambie alguna de la presiones a ambos lados de la membrana glomerular, tambien cambiara la intensidad de filtracion glomerular. De esta manera, el incremento de la presion glomerular aumenta la formation de filtrado glomerular; la intensidad de la presion coloidosmotica glomerular o de la presion de la capsula de Bowman disminuye la formation de filtrado.
La formation normal de filtrado glomerular en ambos rinones del ser humano es de 125 ml por minuto. Esto suma aproximadamente 180 L cada dia, o sea 4.5 veces la cantidad de liquido de todo el cuerpo, lo que ilustra la magnitud del mecanismo renal de purification de los liquidos corporales. Por fortuna, se resorben casi 179 L de estos 180 L por los tubulos , de modo que solo se pierde por la orina poco mas de 1 <1 de este filtrado total. Efecto de la constriction arteriolas aferente sobre la filtracion
El efecto principal de la constriction de la arteriola aferente es una disminucion drastica de la presion del glomerulo. Esta a su vez produce una disminucion aun mas drastica de la filtracion glomerular. Por ejemplo, la disminucion de 10 torr de la presion glomerular puede detener casi por completo la filtracion glomerular.
Las arteriolas aferentes se encuentran reguladas en parte por los nervios simpaticos y en parte por un mecanismo automatico de regulation intrinseco de la propia nefrona, que se llama autorregulacion. La estimulacion simpatica produce constriction de las arteriolas y decremento de la presion glomerular; por tanto, baja la filtracion glomerular. Por otra parte la disminucion de la estimulacion simpatica permite la dilatation arteriolar aferente, y por lo tanto el aumento de la filtracion glomerular.
Caracteristicas de filtrado glomerular
El filtrado que entra en le capsula de Bowman, llamado filtrado glomerular, es un ultrafiltrado de plasma. La membrana glomerular es lo suficientemente porosa para que puedan pasar por ella agua y esencialmente todos los constituyente disueltos del plasma, salvo las proteinas. Por tanto el filtrado glomerular es casi identico al plasma, salvo que solo se encuentra en el una cantidad en realidad pequefia de proteinas (tiene 0.03%), y la concentration plasmatica de proteinas es de cerca de 7%, o sea mas de 200 veces mayor. Resorcion tubular
Cuando el filtrado glomerular llega a la capsula de Bowman pasa el sistema tubular, en el que se resorben todos los dias, salvo un poco mas de 1L los 180 L de filtrado glomerular hacia la sangre. El filtro restante pasa hacia la pelvicilla renal como orina.
En un corte transversal microscopico de una region tubular del rinon; se observa la proximidad estrecha de los tubulos y los capilares peritubulares. El liquido tubular se resorbe primero hacia los espacios intersticiales, y a continuation desde estos hacia los capilares. Algunas de las sustancias se resorben por el epitelio tubular mediante el proceso llamado resorcion activa. Otras sustancia se resorben por el proceso de difiision y osmosis.
Resorcion activa
El termino significa trasparente de sustancias por las celulas epiteliales tubulares mediante mecanismos quimicos especiales de trasporte, que tienen capacidad para transportar las sustancias contra diferencias (gradientes) de concentration entre los liquidos tubulares e intersticial. Desde los espacios intersticiales las sustancias pasan a continuation directamente hacia los capilares peritubulares.
Algunas de las sustancias que se resorben por transporte activo son glucosa, aminoacidos, proteinas, acido urico y la mayor parte de los iones; sodio, potasio, magnesio, calcio, cloruro y bicarbonato.
Resorcion activa de nutrientes desde el liquido tubular
Desde luego, es importante conservar los nutrientes en los liquidos corporales y no permitir que se pierdan por la orina. Para lograrlo se resorben casi por completo glucosa, aminoacidos y proteinas, incluso antes que el liquido tubular haya recorrido toda la trayectoria de los tubulos proximales, la primera parte del sistema tubular. Los procesos de resorcion activa de glucosa, aminoacidos y proteinas son tan poderosos que de ordinario no se pierde por la orina casi ninguna de estas sustancias.
Resorcion activa de iones, en especial cloruro de sodio (sal)
La resorcion de iones desde el liquido tubular es un tanto diferente a la resorcion de nutrientes. El cuerpo necesita conservar cierta proportion de los iones, pero tambien eliminar los excesos. Por fortuna intervienen varios mecanismos especiales de regulation, que determinan la cantidad de cada ion que puede resorberse. Cuando la cantidad que se encuentra en la sangre es demasiado grande, el ion se excreta principalmente, pero cuando la cantidad en la sangre es demasiado baja se resorberan proporciones mucho mayores del mismo.
La sustancia que se resorbe con eficacia desde los tubulos en mayor extensi6n es el cloruro de sodio, cuya cantidad total resorbida cada dia es de alrededor de 1 200 g, lo que constituye cerca de 3 cuartas partes de todas las sustancias que se resorben de manera activa en todo el sistema tubular. La resorcion del cloruro de sodio se encuentra regulada en parte por la hormona aldosterona, secretada por la corteza suprarrenal.
El borde dentado de la celula epitelial tubular, llamado borde ciliado, es demasiado permeable al sodio y permite que este se difunda con rapidez desde la luz tubular hacia el interior de la celula. Por otra parte en la base y en los lados de la celula la membrana tiene propiedades totalmente diferentes. En ellas la membrana casi en su totalidad es permeable a la difiision de sodio, pero transporta activamente este ion hacia fuera desde la celula en direction al liquido peritubular. Se cree que ion sodio se combina con un portador que se disuelve en la membrana celular. La combination de sodio y portador se difunde hacia el lado opuesto de la membrana, sitio en el que se libera el sodio hacia el liquido peritubular. Las enzimas que se encuentran en la superficie interior de la membrana celular o junto a ella producen las reacciones necesarias y el sistema energetico del citoplasma celular brinda la energia requerida para que ocurran estas reacciones.
El transporte activo de otros iones se produce de la misma manera. Sin embargo cada ion tiene su portador especifico y su propio grupo de enzimas para catalizar las reacciones
Absorcion contra una diferencia (gradiente) de concentration
Uno de los aspectos m&s importantes de la resorcion activa, consiste en que puede producir absorcion de una sustancia, incluso cuando su concentration es menor en el tubulo que el liquido peritubular. Sin embrago, para lograrlo las celulas epiteliales tubulares deben gastar mucha energia. Por tanto estas celulas requieren una energia enorme, y sus sistemas metabolicos estan dotados de manera que pueden transformar la energia potencial de sus nutrientes en la energia requerida para transportar sustancias contra la diferencia de concentration. Estas celulas gastan a veces hasta 90% de su energia solo para el transporte activo.
Resorcion por difusion
En este momento debemos recordar los principios basicos de la difusion, por que esta desempena una funcion muy importante en la resorcion de agua y de algunas otras sustancias desde los tubulos. Difusion significa movimiento de moleculas al asar en un liquido, y la causa es movimiento sinetico de todas las moleculas de liquido. En otras palabras, cada molecula de agua o cada molecula disuelta en esta choca muy seguido con todas las otras, abriendose camino de un sitio a otro, y pasa primero en una direction y luego en otra. Si se encuentra en una membrana un poro de tamafio suficiente, la molecula podra pasar por la membrana, esto es, la membrana sera permeable a la molecula. El epitelio tubular sera permeable a ciertos tipos de moleculas, incluso las de agua. Por tanto, el agua puede difundirse desde los tubulos hacia los espacios intersticiales del rinon
Resorcion de agua desde los tubulos
El metodo principal de resorcion de agua desde los tubulos es la difusion osmotica, que se puede explicar como sigue:
Osmosis significa difusion neta de agua por una membrana, causada por mayor concentration de sustancias no difusibles en un lado de la misma que en el otro.
Cuando iones, glucosa y otras sustancias se transportan de manera activa desde los tubulos hacia los espacios intersticiales del rinon, las concentraciones de estas sustancias disminuyen en el liquido tubular y aumentan en los espacios intersticiales. Como consecuencia, se desarrolla una diferencia (gradiente) total de concentration muy grande de todos estos solutos combinados a traves de la membrana epitelial. La baja concentration de solutos en el liquido tubular indica que la concentration de agua en el tubulo es relativamente elevada. La mayor concentration de los solutos en los capilares peritubulares indica que la concentration de agua es algo menor a esta altura. Por tanto ahora desde esta zona de alta concentration en los tubulos hacia la parte de baja concentration de los capilares peritubulares. Este es el fenomeno llamado osmosis.
Por tanto, cuando se transportan las sustancias disueltas activamente a traves de la membrana epitelial, el fenomeno tambien produce en forma automatica transporte osmotico de agua a traves de la membrana. Esto es, el agua "sigue" a los solutos.
Falta de resorcion de sustancias no necesarias: urea, creatinina, acido urico, fosfatos, sulfatos y nitratos
N o se requieren en los liquidos corporales algunas de las sustancias que se encuentran en el filtrado glomerular. En general estas sustancias no se resorben para nada, o en el mejor de los casos en forma deficiente por los tubulos. Por ejemplo la urea, producto terminal del metabolismo de las proteinas, carece de valor funcional para el cuerpo y puede eliminarse con regularidad para que prosiga el metabolismo proteinico. Esta sustancia no se resorbe de manera activa, y los poros de los tubulos son tan pequenos que la urea se difiinde por la membrana tubular con menor facilidad que el agua. En consecuencia, en tanto se esta resorbiendo osmoticamente agua solo se resorbe 50% de la urea. La otra mitad de la urea queda atras y pasa hacia la orina.
Vemos asi que la funcion primaria del rinon en este proceso de separation en los tubulos, con resorcion a este nivel de las sustancias necesarias para el cuerpo como aminoacidos, electrolitos y agua, a la vez que se permite que la urea, sustancia no necesaria para el cuerpo, pase hacia la orina.
Otras sustancias que tienen un destino semejante al de la urea son creatinina, sulfatos, fosfatos, nitratos, acido urico y fenoles, sustancias todas que son productos terminales del metabolismo y que lesionarian al cuerpo si se conservaran en los liquidos corporales en cantidades excesivas.
Secretion tubular activa
Algunas sustancias se secretan activamente desde la sangre hacia los tubulos por el epitelio tubular. Ocurre secretion activa por el mismo mecanismo que la resorcion activa, pero en direction inversa.
Las sustancias que se secretan en forma activa son iones potasio, iones hidrogeno, amoniaco y muchos productos t6xicos que entran a menudo en el cuerpo. Ademas se eliminan de la sangre, primordialmente por secretion activa mas que por filtracion glomerular, diversos farmacos. Sin embargo, cuando la funcion renal es normal, la secretion tubular es importante solo para ayudar a regular las concentraciones de iones potasio e hidrogeno en los liquidos corporales.
Resumen de la funcion de la nefrona: concentration de sustancias en la orina
El flujo total de sangre por todas las nefronas de ambos rinones es de casi 1 200 ml por minuto. Cerca de 650 ml son plasma, y los 550 restantes son eritrocitos. Se filtra la quinta parte del plasma por las membranas glomerulares de todas las nefronas hacia las capsula de Bowman, y constituye un promedio de 125 ml de filtrado glomerular por minuto. El filtrado glomerular en realidad es plasma menos proteinas. Al pasar el filtrado glomerular hacia abajo por los tubulos, alrededor de 75% de agua y iones se resorben en los tubulos proximales, y en esencia se resorbe la totalidad de glucosa, proteinas y aminoacidos. Al pasar el restante 35% del filtrado glomerular por el asa de Henle hacia los
tubulos distales y los conductos colectores, se resorben cantidades variables del agua y los iones restantes, lo que depende de las necesidades del cuerpo de estas sustancias. El pH del liquido tubular puede aumentar o disminuir segun las cantidades relativas de iones acidos y basicos que resorben las paredes tubulares. Ademas, la presion osmotica del liquido tubular se puede elevar o descender segun se resorban grandes cantidades de iones o grandes cantidades de agua. Por lo tanto, el pH de la orina formada por ultimo puede variar entre 4.5 y 8.2, en tanto que la presion osmotica total puede ser tan pequena como un cuarto los del plasmo o tan grande como cuatro veces esta.
Intensidad de la diuresis
La cantidad final de orina que se forma por lo general es de 1 ml por minuto, o 1/125 la cantidad de filtrado glomerular producido cada minuto. Este mililitro de orina contiene alrededor de la mitad la urea que se encuentra en el filtrado glomerular original, toda la creatinina y grandes proporciones de acido urico, fosfatos, potasio, sulfatos, nitratos y fenoles. Por tanto, aunque se resorban en su mayor parte el agua y las sales del liquido tubular, una gran proportion de los productos de desecho del filtrado glomerular original no se resorben nunca, sino que se quedan en la orina en forma muy concentrada.
Regulation de la intensidad de elaboration de liquido por los tubulos: fenomeno de autorregulacion de la filtracion glomerular.
Funcion del aparato juxtaglomerular
La resorcion de agua, sales y otras sustancias desde los tubulos depende principalmente de la intensidad a la que circula el filtrado glomerular hacia el sistema tubular. Si este fenomeno es muy rapido, no se resorbe ninguno de los constituyentes lo suficiente antes que el liquido se vacie finalmente por el otro extremo del sistema tubular hacia las vias urinarias. Por otra parte, cuando se forma muy poco filtrado glomerular cada minuto, en escencia se resorbe todo el filtrado, incluso el agua del mismo, la urea y todos los otros solutos. Por tanto, para que sea optima a la vez que no se resorban urea ni otros productos terminales del metabolismo en cantidad excesiva, debe estar regulada con mucha exactitud la intensidad de filtracion glomerular en cada nefrona. Esto es lo que se llama autorregulacion de la filtracion glomerular. La autorregulacion muy precisa de la filtracion glomerular es tan importante que son dos los mecanismos separados que regulan su intensidad. Esto son: 1) un mecanismo de retroalimentacion vasoconstrictora arteriolar aferente para disminuir la filtracion cuando esta es demasiado grande, y 2) un mecanismo de retroalimentacion vasoconstrictora arteriolar aferente que incrementa la filtracion cuando esta es demasiado baja. Antes que podamos hablar de estos mecanismos, es necesario referirnos con mayor amplitud a una estructura especial de la nefrona, el aparato juxtaglomerular.
El tubulo distal desde su origen en el asa de Henle, pasa entre las arteriolas aferente y eferente en el sitio en que estas entran en el glomerulo. Esta parte de la nefrona, llamada aparato juxtaglomerular. Cuando se establece contacto entre las arteriolas aferentes como eferentes, las celulas epiteliales del tubulo distal son densas y su numero es mayor. Por tanto, esta parte del tubulo distal se llama macula densa. Algunas de las celulas de musculo liso de la arteriola aferente adyacente, y en menor grado las de la arteriola eferente,
contienen granulos. Estas celulas granulosas se llaman celulas yuxtaglomerulares. Los granulos contienen una forma precursora de la hormona renina, que desempena una funcion muy importante en la constriction arteriolar eferente durante el proceso de autorregulacion de la filtracion glomerular. Esta renina tambien desempena una funcion en la regulation de la presion arterial.
Concepto de la depuration o aclaracion
La funcion de rinon en realidad es limpiar o depurar los liquidos extracelulares de las sustancias contenidas. Cada vez que se filtra una pequena parte de plasma por la membrana glomerular, pasa por los tubulos y a continuation se resorbe hacia la sangre y el plasma queda "depurado" de las sustancias no resorbidas. Por ejemplo, de los 125 ml del filtrado glomerular que se forman cada minuto, alrededor de 60 ml de los que se resorben dejan su urea detras. En otras palabras, se depuran de urea 60 ml de plasma cada minuto en el rinon. De la misma manera, este limpia la creatinina de 125 ml de plasma cada minuto, el acido urico de 12 ml, el potasio de 12 ml, el sulfato de 25 ml, el fosfato de 25 ml, etc. Calculo de la depuration renal
El metodo por el cual podemos saber cuanto plasma se depura de una sustancia particular cada minuto, consiste en tomar muestras simultaneas de sangre y orina mientras se mide a la vez el volumen de orina que se excreta cada minuto. Se analiza por medios quimicos en estas muestras la cantidad de la sustancia en cada mililitro de sangre, y se hace lo mismo con la cantidad de la misma que aparece en la orina cada minuto. Al dividir la cantidad de sustancia de cada mililitro de plasma por la cantidad que pasa hacia la orina cada minuto, es posible calcular los mililitros de plasma que se han depurado por minuto. Esto es: depuration plasmatica = mgs secretados en la orina por min/mgs en cada ml de plasma.
Depuraci6n como prueba de funcionamiento renal
Como la funcion urinaria del rinon es limpiar el plasma de sustancias indeseables, uno de los mejores medios para verificar la funcion renal en general consiste en medir la depuration de diferentes sustancias. Por ejemplo, la depuration de urea se ha empleado a menudo como calculo, la depuration plasmatica normal de urea es de alrededor de 60 ml por minuto; la depuration sera menor si el rinon esta lesionado, y la cantidad que se encuentra por debajo de lo normal brinda una medicion del grado de lesion renal.
Medicion de la filtracion glomerular al calcular la depuration renal de insulina.
La magnitud con que se depura la sustancia insulina en el rinon es casi igual a la intensidad de la filtracion glomerular, por los siguientes motivos: la insulina se filtra por la membrana glomerular con tanta facilidad como el agua, de modo que la concentration de insulina en el filtrado glomerular es casi igual a la del plasma. Sin embargo, la insulina no se resorbe ni secreta incluso en grado minusculo por los tubulos. Por lo tanto, toda la insulina del filtrado glomerular aparece en la orina. En otras palabras, todo el filtrado glomerular formado en un principio se ve depurado de insulina, lo que significa que el
grado de depuracion de insulina es igual a la rapidez con que se forma el filtrado glomerular. Como ejemplo, se inyecta una cantidad pequena de insulina en la sangre de una persona, y despues de su mezcla con el plasma se encuentra que su concentration es de 0.001 mg por cada mililitro de plasma. La cantidad de insulina que aparece en la orina es de 0.125 mg por minuto. Al dividir 0.125 por 0.001 se encuentra que la depuraci6n plasmatica de insulina es de 125 ml por minuto. Por lo tanto, esta tambien es la cantidad de filtrado glomerular que se forma cada minuto.
Estimation del riego sanguineo renal por metodos de depuracion
Se puede estimar la cantidad de sangre que circula por ambos rinones a partir de la depuracion de Diodrast o de acido paraaminohipurico. Cuando se inyectan en la sangre pequenas cantidades de estas dos sustancias, se depuran alrededor de 90% por secretion tubular activa. Por tanto, si la depuracion plasmatica de Diodrast es de 600 ml por minuto, puede considerarse que 600 ml equivalen a 90% del plasma que circulo por los rinones durante ese minuto, o en otras palabras, que se ha producido un flujo de plasma de 600 x 100/90 = 667 ml por minuto. Y si el valor de hematocrito es de 40, la circulation sanguinea renal sera de 667 x 100/100-40 = 1 111 ml por minuto.
Avances en la Biologia celular y genetica de malformaciones renales en humanos.
En anos recientes ha habido avances en la biologia de malformaciones renales. Nuestro enfoque es en la enfermedad humana, pero usaremos paradigmas animales cuando sea relevante. EI rifton de los mamiferos deriva de dos componentes metanefricos: el brote ureteral, el cual forma los ductos de coleccion y el uroepitelio, y el mesenquima renal, el cual forma las nefronas. El metanefros humano aparece en la quinta semana de gestation y el primer glomerulo se forma en la semana nueve. Las nefronas se generan aproximadamente hasta la semana 34, los cuales continuan madurando despues del nacimiento. El metanefro del murico emerge de 11 a 12 dias despues de la fertilization y la netrogenesis continua durante 2 semanas despues del nacimiento.
El termino "malformation renal" describe diversas anomalias. En la "agenesia renal" el rinon esta ausente. En la "displasia renal", los ductos pobremente ramificados terminan en quistes y son rodeados por celulas indiferenciadas y cartilago metaplasico. La "aplasia renal" es un pequeno rudimento displasico, y una "displasia poliquistica renal" se distingue por quistes. L a "displasia quistica renal" se refiere a un organo displasico con algunas nefronas funcionantes. En la "hipoplasia renal" el rinon es pequefio y con menos nefronas de lo normal; cuando las nefronas son grandes, la condition es llamada "oligomeganefronia". Las malformaciones del tracto urinario bajo incluyen distorsiones del caliz e hipoplasia, asi como hidronefirosis e hidrouretero asociado con obstruction o reflujo vesicoureteral. La definition de malformation renal se puede extender a anomalias microscopicas tales como la "disgenesia tubular" en donde los tubulos proximales se forman anormalmente. Aunque las enfermedades poliquisticas puedan presentarse como malformaciones, son desordenes en la diferenciacion epitelial terminal.
Las malformaciones renales pueden ocurrir de forma espontanea o ser hereditaria, apareciendo como aislado o parte de un sindrome multiorganico afectando comunmente al S.N.C., cardiovascular y esqueletico; la hipoplasia pulmonar en frecuencia es secundaria a oligohidramnios. Para acertar en la ocurrencia de malformation renal se debe tener en cuenta varios puntos. Algunos estudios excluyen muertes neonatales; la enfermedad unilateral con frecuencia es clinicamente silenciosa, raramente hay acceso al tejido para histologia; en adultos, las malformaciones pueden no considerarse en los diagnosticos diferenciales. Como sea, las malformaciones son consideradas para la mayoria de los ninos con uremia cronica y las siguientes insidencias han sido reportadas: doble uretero unilateral, 1 de cada 20 nacimientos; rinon en herradura 1 de cada 200, agenesia renal unilateral 1 de cada 500 a 1000, rinon poliquistico unilateral 1 de cada 5000. La agenesia / displasia renal ocurre en 1 de cada 5000 a 10 000 nacimientos, aunque la agenesia unilateral se puede asociar con enfermedad (por ejemplo, hidronefrosis, reflujo vesicoureteral) del rinon unico, los rinones unicos no se biopsian al nacimiento. Estas observaciones pueden ser relevantes para la detection a largo plazo de glomeruloesclerosis en rinones unicos congenitamente "normales".
Pistas en estudios con animales.
Hace mas de 40 anos, Clifford grobstein demostro que el mesenquima metanefrico y el brote ureteral fallaron en su diferenciaci6n cuando se cultivaron por separado; pero formaros nefronas y ductos colectores cuando se recombinaban. Usando ratones de ingenieria genetica y cultivo de organos, ahora esta establecido que la nefrogenesis esta controlada por genes que codifican diversas moleculas, de las cuales, algunas pueden actuar como senates de induction segun lo postulado por Grobstein: 1) los factores de crecimiento con efectos positivos incluyen factor de crecimiento epidermico, proteina morfogenetica osea 7, factor de crecimiento del hepatocito, factores de crecimiento del tipo insulinico (IGF) I y II, factor beta de crecimiento derivado de plaquetas, factor alfa de crecimiento transformante (TGE alfa) factor de crecimiento vasculo-endotelial, y wat; 2) los factores de inhibition incluyen activina, factor de inhibition leusenica, factor alfa de necrosis tumoral, y TGF beta; 3) las moleculas celulares de adhesion incluyen fibronectina, laminas, nitrogen, proteoglicanos y tenaseina asi como integrinas; 4) los factores de transcription incluyen BF2, hoxal 1 y hoxdl 1, Liml, N-myc, PAX2, SOX9, y WT1; 5) otras moleculas incluyen factores de supervivencia (por ejemplo BCL2) receptores de acido retinoico, enzimas (por ejemplo COX2) y moleculas con funciones especificas desconocidas (por ejemplo forminas).
Estos fenotipos respectivos representan defectos en la regulation de la formation metanefrica, montogenesis epitelial y el numero de nefronas. Ademas, la sobrepresidn de ya sea PAX2 o FGF7 lleva ala formation de quistes, lo que sugiere la importancia de estos genes en el sobrecrecimiento epitelial. Estos experimentos muestran que el metanefros del raton tiene un rango limitado de respuesta a la activation por genes o a la sobreactivacion. Tambien indican que la genetica de la malformation renal humana es compleja. Primero el mismo fenotipo puede resultar de una mutation de diferentes genes del raton, ratones con fromina, PAX2, factor neurotrofico derivado de la linea celular glial / RET, y WT1 no cuentan con metanefros. Ratones con BMP7 y Wnt4 tienen un metanefros pera la morfogenesis tubular esta alterada el numero de nefronas depende del trasfondo genetico, segun los genes modificados. En cientos casos, se ha documentado que la ausencia de una parte de un gen se compensa con otra proteina con funcion similar (por ejemplo Hoxal 1/Hoxdl 1 y receptores acido retinoico alfa gama/ alfa beta2). Finalmente, los "genes de la nefrogenesis" del raton son expresados usualmente en otros 6rganos en donde tambien son importantes para el desarrollo (por ejemplo genes PAX2 mutados tienen defectos renales y oculares, los ratones con un T1 tienen un sindrome de anomalias renal, gonadal y cardiotoracico.
Los experimentos en animales tambien recalca la importancia potential de teratogenos. Por ejemplo cuando se administran grandes dosis de acido retinoico 1 dia antes de la formation del metanefros del raton, el mesodermo intermedio provoca una apoptosis causando agenesia renal. El etanol es un teratogenodel tracto urinario, tambien induciendo apoptosis. El metanefros es sensible a la obstruction y a la hidronefrosis y la displasia puede generar por obstruction ureteral en el feto de la oveja. Nuestras propias observaciones demuestran que la obstruction unilateral de uretero en bovino a media gestation genera quistes expresando PAX2 con apoptosis entre los tubulos. La obstruction renal en el adulto causa atrofia tubular a partir de la apoptosis epitelial y cicatrization
intersticial con una sobrerregulacion de TGF betal. la obstruction renal del feto del murino, en donde la nefrogenesis es continua, causa apoptosis con una expresion aberrante de BCL2 TGF beta 1, angiotensina II y factor de. crecimiento epidermico. Es posible obstruir el tracto urinario del feto de los marsupiales ex vivo: aqui la administration de IGF provoca el dano.
Biologia de las malformaciones humanas.
La nefrogenesis es un programa dinamico y altamentecontrolado de eventos celulares. Con esto en mente investigamos la duplication celular y la expresion genetica en la displasia poliquistica renal humana no sindromatica un modelo de interaction epitelio-mesenquima alterado. Los estudios de microdiseccion hechos por Edith Potter revelaron que el epitelio displasico era ramificaciones tubulares malformadas que terminaban en quistes rodeado de celulas mesenquimales y estromales. Debido a que estos organos se asocian usualmente a ureter atresico, la obstruction temprana en la gestation se ha considerado como una causa de la malformaci6n. El epitelio displasico expresa una proliferaci6n del antigeno del nucleo celular, PAX2, BCL2, y galectina-3, una molecula de marcador celular. El estudio de organos displasicos posnatalmente, muestran patrones persistentes de expresion genetica fetal, en donde los organos normales presentan una baja regulation de la proliferation, PAX2 y BCL2 en el epitelio maduro. Debido a que la expresion transgenica de PAX2 causa quistes renales, la expresion persistente en el epiteluo humano puede llevar a la proliferation. La PAX2 tambien se expreso en el tumor de Wilm y en el carcinoma renal; el gen tambien puede transformar celulas en el murico e inhibe el promotor de p53, un supresor tumoral. Por ello es importante hacer notar que los tumores aparecen ocasionalmente en rifiones poliquisticos y que estos organos pueden ser refugio de blastoma nefrogenico y restos perilobulares, la escalera que se considera el precursor del tumor de Wilm. En vista de estas asociaciones neoplasias, nosotros creemos que puede ser interesante investigar sobre la perdida de la heterocigosidad en los genes de supresion tumoral renal en estas malformaciones. N o detectamos BCL2 en las ramificaciones normales del brote ureteral o en los rinones normales despues del nacimiento, sin embargo, especulamos que la expresion persistente en el epitelio displasico puede prevenir su muerte. Finalmente, existe evidencia que los factores de crecimiento, incluyendo el factor de crecimiento del hepatocito y el IGF II, estan implicadas en el crecimiento del epitelio displasico basados en sus patrones de expresion.
Algunos rifiones con displasia poliquistica incrementan su tamano en forma masiva, solo para involucionar pre o postanalmente. Creemos que la apoptosis contribuye a la regresion basado en nuestros hallazgos de que el punto prevalente de la apoptosis se incremento en tejidos indiferenciados alrededor de epitelio displasico y "laddering" geles electroforeticos de DNA de especimenes despues del nacimiento. Estas celulas indiferenciadas expresan WT1; aunque, aparentemente son inducidas a la diferenciacion, pero no se tinen para BCL2, el cual es expresado normalmente por el mesenquima condensado en las nefronas. Observaciones similares sobre la apoptosis y la ausencia de BCL2 en los tejidos circundantes a los tubulos displasicos se reportaron subsecuentemente por Granata y col. En base a las observaciones de que los ratones con BCL2 tienen un apoptosis fulminante, la perdida de la expresion de BCL2 en el mesenquima de rinones
displasicos humanos puede causar la muerte inminente de estas celulas y asi previniendo la nefrogenesis.
El entendimiento de la displasia humana nos permite seleccionar terapias potentiates, por ejemplo, la administration de factores de crecimiento para mejorar la diferenciacion. Como sea, la regulation de la duplication celular y la expresion genetica pueden ser eventos secundarios, y la pregunta prevalece: ^Cuales son las causas primarias de malformaciones renales en el humano? Sugerimos 3 respuestas: teratogenos, obstruccion fisica, y mutaciones. Nuestra revision se enfoca a las causas geneticas.
Causas teratogenicas y fisicas de malformaciones humanas.
En el humano, la glucosa (diabetes mellitus materna), inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina y la talidomida son teratogenos renales. Aunque es inusual pasar por alto una antecedente de exposition a teratogenos, sigue siendo posible que la exposition oculta o de bajo grado sea importante. Por ejemplo, la incidencia de diversas malformaciones aumenta con la ingestion diaria de vitamina A a dosis por arriba de 10,000ui, esto incluye una debil asociacion con defectos urogenitales. Una significante minoria de malformaciones renales en ninas y aproximadamente la mitad de las malformaciones en los ninos se asocia con obstruccion del tracto urinario. Los rinones asociados con obstruccion en la gestion temprana son usualmente displasicos, sin embargo, obstrucciones en el tercer trimestre de gestation se asocian con hidronefrosis y quistes subcorticales. En el futuro seria interesante la busqueda para identificar celulas apoptoticas y factores inhibidores del crecimiento en la orina de estos pacientes. Esto podria proveer information en cuanto a la severidad del dano renal.
Genes y sindromes de malformaciones renales.
Los sindromes de malformaciones son individualmente raras, pero colectivamente provocan una morbilidad considerable. Muchos se asocian con anomalias renales de tipo y severidad variada. Estos incluyen sindromes causados por multiples anomalias cromosomales, tales como trisomias, sindrome 4p, y dup (10p)/del(10q), pero la mayoria de los sindromes de malformation renal hay ausencia de aberraciones citogeneticas. Sin embargo, algunos, son inherentes a los patrones Mendelianos, y estos se han estudiado usando estrategias de linaje y candidates geneticos. En muchos la causa de la enfermedad es desconocida, y en algunos, se han definido recientemente mutaciones especificas.
Sindrome Coloboma - Renal
El sindrome humano tiene una gran similitud fenotipicamente a ratones con PAX2 +/-. Se caracteriza por ceguera debido a una malformation del nervio optico asociado con reflujo vesicoureteral y rinon hipoplasico. En 1995, Sanyanusin y col descubrieron mutaciones heterocigotas de PAX2 (10q24-q25). Las malformaciones oculares son debido a la expresion de PAX2 durante el desarrollo del ojo, las mutaciones pueden aparecer de novo o pueden ser inherentes en una manera dominante y causar mas comunmente insuficiencia haptoidea una perdida partial de la funcion proteica La mutation en la primera familia reportada se predijo al codificar para proteina con un codigo intacto de su
DNA; un dominio octapeptido interrumpido, una terminal carboxi truncado. Se postulo que esto podria aJterar la transaction de los genes bianco. Otras mutaciones afectan el par cromos6mico y por lo tanto, pueden producir una cadena de DNA dispareja. En los humanos, PAX3 heterocigotos y mutaciones de PAX6 producen el sindrome de Waardenburg y aniridia respectivamente. En ambos raton y humano, la deficiencia de PAX2 causan trastornos en la nefrogenesis, en donde la sobreexpresion se asocia con la formation de quiste o de tumor. Los ratones con PAX2 -/- carecen de rinones debido al fallo del brote ureteral para ramificarse a partir del ducto mesonefrico, en donde la ausencia de los tubos de Falopio en los embriones femeninos es secundaria a la exposition del PAX2 en los ductos mullerianos. Las mutaciones homocigoticas aun estan por describirse en el humano; no asi, en las semejantes con malformaciones mullerianas y renales, se reestablecen superficialmente ratones no mutantes. Como se describe posteriormente, grupos de investigation estan estudiando mutaciones de PAX2 en casos no sindromaticos de reflujo vesicoureteral heredado. Otro miembro de esta familia genetica, el PAX8, se expresa en las condensaciones metanefricas del mesenquima; y tal vez las mutaciones de PAX8 se puedan encontrar en otros pacientes con malformaciones renales.
Sindrome de Kallmann
Las mutaciones del gen KAL (Xp22.3) causa el sindrome de Kallmann en homocigotos masculinos. La falla de la migration de la neurona olfatoria y de la hormona liberadora de gonadotropina del epitelio olfatorio hacia el bulbo olfatorio explica la anosmia y el hipogonadismo hipogonadotrofico caracteristico. Kisk y col encontraron que el 40% de los pacientes tenian una agenesia renal unilateral observando la rara incidencia de agenesia bilateral. Los pacientes pueden tambien tener ausencia de vaso deferente: en comun con el brote ureteral, esto deriva a partir del ducto mesonefrico. La proteina KAL tiene un peptido marcador pero no hay secuencias para la insertion o anclaje de membrana sugiriendo que esta oculto. Tiene cuatro repeticiones de fibronectina tipo III es homologo a la molecula neural de adhesion celular, lo que nos orienta a un papel adhesivo. Tambien hay un corpusculo cuatro disulfuro con una homologia a antiproteinasas. Cuando se expreso KAL en celulas mamarias, la proteina N-glicosilado se localizo tanto en la superficie celular como en el medio de cultivo. Captamos transcripciones de KAL en el desarrollo temprano del humano. A las 11 semanas, un marcador in situ localizado en el bulbo olfatorio, demostro la hipotesis que KAL habilito la emigration neuronal para entrar al cerebro y establecer un contacto sinaptico en este punto. La molecula neural de adhesion celular tambien esta implicada en el desarrollo del bulbo olfatorio. Se detecto la transcription de KAL en el meso y metanefros a las 6 semanas y continuo expresandose en la corteza metanefrica, reafirmando que KAL se involucra de forma directa en la nefrogenesis. Para citar; no se ha identificado el KAL de un murino homologo pero los sitios de expresion en el humano son similares a los observados en la ave antagonica.
Existen al menos 2 puntos importantes en cuanto a malformation renal en el sindrome de Kallmann.. 1) ^Porque solo se ven afectados algunos pacientes, aun con un solo familiar, aqui se puede pensar en la actividad de genes modificados como se observo en el raton. 2) i P o r que la malformation es usualmente unilateral? Tal vez, para afectar adversamente la nefrogenesis, se necesita una segunda alteration en el grupo celular destinado a formar el rinon. Esta segunda alteration puede ser una mutation somatica en
