En el riñón hay dos tipos de nefronas: las corticales (encargadas principalmente de las funciones excretoras y reguladoras) y las yuxtamedulares (concentran y diluyen la orina).
Las estructuras que constituyen la nefrona
La nefrona está formada por distintas regiones, cada una con funciones diferentes. Estas estructuras incluyen:
- Cápsula de Bowman: el principio de la nefrona, que rodea una densa red de capilares sanguíneos llamada glomérulo. La capa interna de la cápsula de Bowman está revestida de células especializadas llamadas podocitos, que impiden el paso de partículas grandes, como células, de la sangre a la nefrona. La cápsula de Bowman y el glomérulo se denominan corpúsculo.
- Túbulo contorneado proximal: es la continuación de la nefrona desde la cápsula de Bowman. Esta región contiene túbulos muy retorcidos rodeados de capilares sanguíneos. Además, las células epiteliales que recubren los túbulos contorneados proximales tienen microvellosidades para mejorar la reabsorción de sustancias del filtrado glomerular.
Las microvellosidades (forma singular: microvellosidad) son protuberancias microscópicas de la membrana celular que amplían la superficie para aumentar la velocidad de absorción con muy poco aumento del volumen celular.
El filtrado glomerular es el líquido que se encuentra en el lumen de la cápsula de Bowman, producido como resultado de la filtración del plasma en los capilares glomerulares.
- Asa de Henle: asa larga en forma de U que se extiende desde la corteza hasta la médula y vuelve a la corteza. Este asa está rodeada de capilares sanguíneos y desempeña un papel esencial en el establecimiento del gradiente corticomedular.
- Túbulo convoluto distal: continuación del asa de Henle revestida de células epiteliales. Los túbulos de esta región están rodeados de menos capilares que los túbulos contorneados proximales.
- Conducto col ector: tubo en el que drenan múltiples túbulos contorneados distales. El conducto colector transporta la orina y finalmente drena en la pelvis renal.
Fig. 1 - Estructura general de la nefrona y sus regiones constitutivas
Hay varios vasos sanguíneos asociados a distintas regiones de la nefrona. La tabla siguiente muestra el nombre y la descripción de estos vasos sanguíneos.
Vasos sanguíneos | Descripción |
Arteriola aferente | Es una pequeña arteria que nace de la arteria renal. La arteriola aferente penetra en la cápsula de Bowman y forma el glomérulo. |
Glomérulo | Red muy densa de capilares que surge de la arteriola aferente, donde se filtra el líquido de la sangre hacia la cápsula de Bowman. Los capilares glomerulares se unen para formar la arteriola eferente. |
Arteriola eferente | La recombinación de los capilares glomerulares forma una pequeña arteria. El estrecho diámetro de la arteriola eferente aumenta la presión sanguínea en los capilares glomerulares, lo que permite filtrar más líquidos. La arteriola eferente emite muchas ramas que forman los capilares sanguíneos. |
Capilares sanguíneos | Estos capilares sanguíneos se originan en la arteriola eferente y rodean el túbulo contorneado proximal, el asa de Henle y el túbulo contorneado distal. Estos capilares permiten la reabsorción de sustancias de la nefrona de vuelta a la sangre y la excreción de productos de desecho en la nefrona. |
Tabla 1. Los vasos sanguíneos asociados a las distintas regiones de una nefrona.
Función de las distintas partes de la nefrona
Estudiemos las distintas partes de una nefrona.
Cápsula de Bowman
La arteriola aferente que lleva la sangre al riñón se ramifica en una densa red de capilares, llamada glomérulo. La cápsula de Bowman rodea los capilares glomerulares. Los capilares se fusionan para formar la arteriola eferente.
La arteriola aferente tiene un diámetro mayor que la arteriola eferente. Esto provoca un aumento de la presión hidrostática en el interior que, a su vez, hace que el glomérulo empuje los líquidos fuera del glomérulo hacia la cápsula de Bowman. Este acontecimiento se denomina ultrafiltración, y el líquido creado se llama filtrado glomerular. El filtrado es agua, glucosa, aminoácidos, urea e iones inorgánicos. No contiene proteínas ni células grandes, ya que son demasiado grandes para atravesar el endotelio glomerular.
El glomérulo y la cápsula de Bowman tienen adaptaciones específicas para facilitar la ultrafiltración y reducir su resistencia. Entre ellas se incluyen:
- Fenestraciones en el endotelio glomerular: el endotelio glomerular tiene espacios entre su membrana basal que permiten el paso fácil de fluidos entre las células. Sin embargo, estos espacios son demasiado pequeños para las proteínas grandes, los glóbulos rojos y blancos y las plaquetas.
- Podocitos: la capa interna de la cápsula de Bowman está recubierta de podocitos. Son células especializadas con pedicelos diminutos que envuelven los capilares glomerulares. Hay espacios entre los podocitos y sus procesos que permiten que los líquidos pasen rápidamente a través de ellos. Los podocitos también son selectivos e impiden la entrada de proteínas y células sanguíneas en el filtrado.
El filtrado contiene agua, glucosa y electrolitos, que son muy útiles para el organismo y necesitan ser reabsorbidos. Este proceso tiene lugar en la siguiente parte de la nefrona.
Fig. 2 - Estructuras dentro de la cápsula de Bowman
Túbulo contorneado proximal
La mayor parte del contenido del filtrado son sustancias útiles que el organismo necesita reabsorber. La mayor parte de esta reabsorción selectiva se produce en el túbulo contorneado proximal, donde se reabsorbe el 85% del filtrado.
Las células epiteliales que recubren el túbulo contorneado proximal poseen adaptaciones para una reabsorción eficaz. Entre ellas se incluyen:
- Las microvellosidades en su cara apical aumentan la superficie de reabsorción desde el lumen.
- Lasinfiltraciones en la cara basal aumentan la velocidad de transferencia de solutos desde las células epiteliales al intersticio y luego a la sangre.
- Numerosos cotransportadores en la membrana luminal permiten el transporte de solutos específicos, como la glucosa y los aminoácidos.
- Se necesitaun gran número de mitocondrias que generen ATP para reabsorber solutos en contra de su gradiente de concentración.
Los iones Na (sodio) + son transportados activamente fuera de las células epiteliales y hacia el intersticio por la bomba Na-K durante la reabsorción en el túbulo contorneado proximal. Este proceso hace que la concentración de Na en el interior de las células sea menor que en el filtrado. Como resultado, los iones de Na se difunden por su gradiente de concentración desde el lumen hasta las células epiteliales a través de proteínas transportadoras específicas. Estas proteínas transportadoras también cotransportan sustancias específicas con el Na. Entre ellas se encuentran los aminoácidos y la glucosa. Posteriormente, estas partículas salen de las células epiteliales por el lado basal de su gradiente de concentración y vuelven a la sangre.
Además, la mayor parte de la reabsorción de agua se produce también en el túbulo contorneado proximal.
El asa de Henle
El asa de Henle es una estructura en forma de horquilla que se extiende desde la corteza hasta la médula. La función principal de este asa es mantener el gradiente de osmolaridad del agua córtico-medular que permite producir una orina muy concentrada.
El asa de Henle tiene dos ramas:
- Una rama descendente delgada que es permeable al agua pero no a los electrolitos.
- Una rama ascendente gruesa que es impermeable al agua pero muy permeable a los electrolitos.
El flujo de contenido en estas dos regiones es en direcciones opuestas, es decir, es un flujo contracorriente, similar al que se observa en las branquias de los peces. Esta característica mantiene el gradiente de osmolaridad córtico-medular. Por tanto, el asa de Henle actúa como un multiplicador de contracorriente.
El mecanismo de este multiplicador contracorriente es el siguiente:
- En la rama ascendente, los electrolitos (especialmente el Na) son transportados activamente fuera del lumen hacia el espacio intersticial. Este proceso depende de la energía y requiere ATP.
- Esto reduce el potencial hídrico a nivel del espacio intersticial, pero las moléculas de agua no pueden escapar del filtrado, ya que la rama ascendente es impermeable al agua.
- El agua difunde pasivamente fuera del lumen por ósmosis al mismo nivel pero en el limbo descendente. Esta agua que ha salido no modifica el potencial hídrico del espacio intersticial, ya que es recogida por los capilares sanguíneos y transportada.
- Estos acontecimientos se producen progresivamente en cada nivel a lo largo del asa de Henle. Como resultado, el filtrado pierde agua a medida que atraviesa la rama descendente, y su contenido de agua llega a su punto más bajo cuando alcanza el punto de inflexión del asa.
- Cuando el filtrado atraviesa la rama ascendente, tiene un contenido bajo en agua y alto en electrolitos. La rama ascendente es permeable a los electrolitos, como el Na, pero no permite la salida del agua. Por lo tanto, el filtrado pierde su contenido electrolítico desde la médula hacia la corteza, ya que los iones son bombeados activamente hacia el intersticio.
- Como resultado de este flujo contracorriente, el espacio intersticial de la corteza y la médula se encuentra en un gradiente de potencial hídrico. La corteza tiene el mayor potencial hídrico (menor concentración de electrolitos), mientras que la médula tiene el menor potencial hídrico (mayor concentración de electrolitos). Esto se denomina gradiente córtico-medular.
El túbulo convoluto distal
La función principal del túbulo contorneado distal es realizar ajustes más finos en la reabsorción de iones del filtrado. Además, esta región ayuda a regular el pH sanguíneo controlando la excreción y reabsorción de iones H + y bicarbonato. Al igual que su homólogo proximal, el epitelio del túbulo contorneado distal tiene muchas mitocondrias y microvellosidades. El objetivo es proporcionar el ATP necesario para el transporte activo de iones y aumentar la superficie para la reabsorción y excreción selectivas.
El conducto colector
El conducto colector va desde la corteza (alto potencial hídrico) hacia la médula (bajo potencial hídrico) y acaba drenando en los cálices y la pelvis renal. Este conducto es permeable al agua, y pierde cada vez más agua a medida que atraviesa el gradiente córtico-medular. Los capilares sanguíneos absorben el agua que entra en el espacio intersticial, por lo que no afecta a este gradiente. Esto hace que la orina esté muy concentrada.
La permeabilidad del epitelio del conducto colector se ajusta mediante las hormonas endocrinas, lo que permite un control fino del contenido de agua corporal.
Fig. 3 - Resumen de las reabsorciones y secreciones a lo largo de la nefrona
Nefrona - Puntos clave
- Una nefrona es una unidad funcional del riñón.
- El túbulo contorneado de la nefrona posee adaptaciones para una reabsorción eficaz: microvellosidades, plegamiento de la membrana basal, gran número de mitocondrias y presencia de muchas proteínas cotransportadoras.
- La nefrona consta de diferentes regiones. Entre ellas están:
- Cápsula de Bowman
- Túbulo contorneado proximal
- Asa de Henle
- Túbulo contorneado distal
- Conducto colector
- Los vasos sanguíneos asociados a la nefrona son:
- Arteriola aferente
- Glomérulo
- Arteriola eferente
- Capilares sanguíneos
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