Anatomía y fisiología renal: estructura, vascularización y funciones

Anatomía Renal

El riñón es un órgano par que se ubica en la región retroperitoneal, entre el nivel de la doceava vertebra torácica y la tercera vertebra lumbar, su aspecto normal semeja un frijol de gran tamaño, el riñón derecho se ubica en posición mas baja al ser desplazado por el hígado, tienen una longitud de 12+/- 2 cmts, amplitud 6 cmts y grosor 3 cmts, su peso en un adulto normal es de 150 a 170 gramos. Por el hilio renal a cada riñón llega una arteria y egresa una vena, la vena renal del lado izquierdo es mas larga que la del lado derecho, aspecto anatómico aprovechado por los cirujanos de trasplante, quienes preferencialmente lo utilizan en las nefrectomías de los donantes renales. Cada riñón esta rodeado de la grasa perirrenal, tejido abundante también en el hilio donde ecográficamente genera imágenes características por su ecogenicidad (ecodensas). En la parte superior de los riñones se encuentran las glándulas suprarrenales (Figura 1 y 2).

CORTEZA COLUMNA RENAL RAYO MEDULAR CALIZ MENOR ΡΑΡΙΤΑ CALIZ MAYOR PELVIS ARTERIA INTERLOBULILLAR ARTERIA RENAL ARTERIA INTERLOBULAR GLOMERULO - CORTICAL ARTERIA ARCIFORME GLOMÉRULO YUXTAMEDULAR

Figura 1. Estructura renal normal

Grasa perirrenal Grasa del hilio renal

Figura 2. Aspecto ecográfico renal

El sistema vascular del riñón inicia con la arteria renal que da lugar a una serie de arterias segmentarias anteriores, posteriores, superiores e inferiores, y de quienes emergen las arterias interlobares, de ellas las arterias arcuatas paralelas a la superficie del riñón, continuándose con las arterias interlobulares, quienes van a suplir a cada uno de los glomérulos por intermedio de las arteriolas aferentes. Estas ultimas dan origen a 5 a 6 capilares, los cuales forman el glomerulo openacho glomerular. De cada glomerulo emerge la arteriola eferente, de quien surge una red de capilares peritubulares y vasas rectas descendentes. El sistema venoso se inicia con las vasas rectas ascendentes, quienes drenan a las venas interlobulares, arcuatas, interlobares y finalmente a la vena renal. La distribución en ASA de este sistema arteriovenoso es muy importante para el sistema de multiplicación contracorriente (Figura 3).

La inervación renal está dada exclusivamente por fibras simpáticas postganglionares. Las fibras eferentes proceden de los ganglios simpáticos pre y paravertebrales, y corren a lo largo de los tejidos periarteriales, alcanzando segmentos tubulares proximales, y las células granulosas yuxtaglomerulares. Estimulan la liberación de renina y reabsorción tubular proximal de sodio, con lo cual afectan la resistencia vascular renal y sistémica.

Los vasos linfáticos renales se inician con terminales ciegas en la corteza en la vecindad de las arteriolas aferentes y pueden atravesar la capsula, o continuar paralelos al sistema de drenaje venoso hasta alcanzar el hilio. Tiene la capacidad de drenar un volumen de linfa de aproximadamente 0,5 ml/minuto, y su función es principalmente drenar las proteínas reabsorbidas a nivel tubular.

Si practicamos un corte sagital en el riñón podemos dividir el parénquima renal en varias áreas: corteza, medula externa y medula interna. Estas ultimas de forma cónica conocidas como pirámides renales las que en su extremo mas interno terminan en las papilas.

El sistema colector excretor renal esta constituido por los cálices menores espacio al que drenan las papilas renales (por cada papila renal hay un cáliz menor) y convergen en los cálices mayores, los que se fusionan en la pelvis renal, la que, a su vez continua con el uréter, quien desemboca en la vejiga, alcanzando finalmente la orina el exterior a través de la uretra (Figura 4).

Vascularización Renal

Arteria renal Vascularizacion renal Arteria interlobar Arteria arcuata IA Arteria interlobular af ArA Arteriola aferente Capilares glomerulares Arteriola eferente af- Red de capilares peritubulares ef - ef Vasas Rectas

Figura 3: vasculatura renal

Corteza Nefrona Arteria renal Cálices mayores Vena renal Uréter Cáliz menor Cápsula renal

Figura 4. Componentes del riñonLa unidad funcional del riñón es la nefrona, de las cuales hay aproximadamente un millón por cada riñón. Su numero se establece durante el desarrollo prenatal, y luego del nacimiento no se pueden generar nuevas nefronas. Esta estructura se encuentra constituida por el glomerulo, túbulo contorneado proximal, rama descendente delgada, rama ascendente delgada, rama ascendente gruesa, túbulo contorneado distal, túbulo conector y túbulo colector (cortical y medular). Cada túbulo colector recibe las terminales de seis túbulos conectores, y cada segmento nefronal esta constituido por células con funciones de transporte especificas.

La corteza esta constituida principalmente por glomérulos, túbulos contorneados proximal y distal, mientras que las asas de Henle y túbulos colectores ocupan principalmente la región medular. Las nefronas superficiales o corticales contienen asas de Henle cortas, mientras que las yuxtamedulares se caracterizan por glomerulos en la región de la corteza adyacente a la medula, y contiene asas de Henle largas que se extienden profundamente en la medula, participando activamente en la concentración de la orina (Figura 5 y 6).

La Nefrona

TÚBULO CONTORNEADO PROXIMAL TÚBULO CONTORNEADO DISTAL Efferent arteriole Cortical nephron TÚBULO COLECTOR Afferent arteriole Juxtamedullary nephron Interlobular artery vein Arcuate artery vein. Thick loop of Henle Interlobar artery vein Vasa recta GLOMÉRULO PELVIS RENAL Collecting duct Thin loop of Henle CÁLIZ RENAL URÉTER Duct of Bellini ASA DE HENLE CONDUCTO DE BELLINI

Figura 5. La nefrona

Figura 6. Tipos de Nefronas

El aparato yuxtaglomerular es una región especial de la nefrona constituida por la arteriola aferente, arteriola eferente, y la rama ascendente gruesa del asa de Henle en su porción distal. En este ultimo segmento tubular se presenta un grupo de células epiteliales hiperplásicas que constituyen la macula densa, con importantes propiedades en la detección del contenido de sodio en la luz tubular. También tenemos en la pared de la arteriola aferente células musculares especializadas llamadas yuxtaglomerulares o granulosas, que contienen renina siendo el único sitio demostrado hasta la fecha de su síntesis. Esta región se encuentra densamente inervada por terminales nerviosas simpáticas (Figuras 6 y 7).

ARTERIA RENAL CÁPSULA DE BOWMAN YENA RENALLA NEFRONA 2 Corteza 8 1. 10 2 3 Aparato yuxtaglomerular Asa de Henle corta Medula Externa Asa de Henle larga 12 Medula Interna 5 1. Glomerulo 7. Macula densa 2. Túbulo contorneado Proximal 8. Túbulo contorneado distal 3. Tubulos recto proximal 9. Túbulo conector 4. Rama descendente delgada 10. Túbulo colector cortical A Células de la mácula densa

Figura 7. Aparato Yuxtaglomerular

Descripción Ultraestructural del Riñón

A nivel ultraestructural el glomérulo está constituido por la capsula de Bowman, espacio de Bowman donde se deposita el filtrado glomerular, asas capilares con endotelio fenestrado, rodeadas por la membrana basal glomerular (MBG), células epiteliales viscerales conocidas también con el nombre de podocitos que abrazan los capilares glomerulares, y células epiteliales parietales adheridas a la capsula de Bowman. En la parte central del glomerulo se observa el mesangio constituido por la matriz mesangial y células mesangiales de gran tamaño, las cuales tienen actividad fagocítica y previenen la acumulación glomerular de macromoléculas anormalmente filtradas. También tiene actividad contractil, gracias a la presencia de microfilamentos de actina, miosina y alfa-actinina, con lo que pueden modificar la superficie de filtración glomerular (Figura 8 y 9).

El Glomérulo

Cápsula glomerular Célula epitelial parietal Podocito (célula epitelial visceral) 0 Luz capilar 22am - Célula endotelial Matriz mesangial Célula mesangial Capa afinada de célula endotelial (lamina fenestra) Membrana basal WBU B glomerular

Figura 8. El Glomerulo

Podocito o celula epitelial visceral Membrana Basal Glomerular Pies de podocito Luz Capilar Barrera de € Filtración Glomerular Angulo mesangial Endotelio capilar fenestrado Microfilamentos Celula Mesangial Matriz Mesangial Células yuxtaglomerulares 5. Rama ascedente delgada 11. Túbulo colector medular externo 6. Rama ascendente gruesa 12. Túbulo colector medular interno

Figura 6. La Nefrona

Túbulo contorneado proximal - Cápsula / glomerular (de Bowman) Luz capilar Espacio de Bowman / 0 Mesangio 6 11 4 Arteriola aferente Arteriola eferente Túbulo contorneado distal

Figura 9. Asa capilar y barrera de filtración glomerular

Rayo medular 7La matrix mesangial se ubica entre las células mesangiales y MBG perimesangial. Contiene varios tipos de colágenos, glicoproteínas y fibronectina.

La barrera de filtración glomerular (Figura 9) esta compuesta por el endotelio fenestrado, membrana basal glomerular y célula epitelial visceral (ó podocito) con pies que abrazan el asa capilar, entre pie y pie de podocito se encuentra el diafragma hendido o de hendidura. Esta ultima estructura ha cobrado importancia al identificar en niños con síndrome de nefrótico congénito (tipo finlandés), o resistentes a esteroides gran variedad de proteínas, cuya deficiencia al igual que las presentes en los pies del podocito afecta la permeabilidad de la barrera de filtración glomerular dando lugar a la aparición de proteínas en la orina. Ejemplos de estas proteínas son la Nefrina, Podocina, P Caderina (Figura 10 y 11).

Barrera de Filtración Glomerular

Endotelio Capilar fenestrado Pies del podocito Nucleo del podocito CX-actinina Podocina Cl-actinina Nucleo del podocito NEFRINA Z Z Pies del podocito P-Cadherina ACTINA ACTINA B P-Cadherina Membrana Basal Glomerular CATENINA Endotelio fenestrado CD2-AP CD2-AP Diafragma de- Hendidura Neph-1 MBG

Figura 10. Podocito abrazando el asa capilar y diafragma de hendidura. Figura 11. Proteínas del Podocito

Cada uno de los elementos de la barrera de filtración glomerular puede limitar el paso de diversas moléculas. El endotelio glomerular tiene poros ovales transcelulares de 700 Angstrom (Å), o 70 nanometros (nm), por lo cual solo limita el paso de partículas o elementos de gran tamaño, como glóbulos rojos leucocitos y plaquetas. La membrana basal glomerular tiene un mejor efecto como barrera, el diámetro de sus poros es de 40-45 Å, por lo tanto, moléculas con radio menor a 40 Å son libremente filtradas, aquí podemos incluir todas las proteínas de bajo peso molecular como la Beta2 microglobulina y las hormonas. Proteínas de alto tamaño molecular con un radio mayor a 50 Å como la alfa 2 macroglobulina e inmunoglobulinas no atraviesan la barrera de filtración. Entre las proteínas de tamaño intermedio cuyo radio es de 30 a 50 Å solo algunas de ellas podrían atravesar la barrera de filtración, a manera de ejemplo la albumina con 36 Å, de ahí que teóricamente toda la albumina debería de aparecer en la orina en valores significativos, en la practica solo una pequeña cantidad aparece en la orina (normoalbuminuria), porque por su carga negativa es repelida por proteínas también de carga negativa ubicadas en la membrana basal glomerular (MBG), representadas principalmente por los proteoglicanos: heparan sulfato, perlecan y agrin. Otros componentes de la MBG son laminina, fibronectina, nidogeno, colageno tipo IV, V y VI. La MBG sirve Membrana Basal Glomerular CATENINA