Arteriola

aferente

Arteriola

eferente

Capilares

peritubulares

Vena

renal

Excreción

urinaria

Cápsula de Bowman

Capilares glomerulares

1. Filtración

2. Reabsorción

3. Secreción

BIOLOGIA COMÚN

BC-18

E X C R E C I Ó N

2

Proteínas Ácidos nucleicos

Aminoácidos Bases nitrogenadas

—NH2

Grupos amino

La mayor parte de

los animales

acuáticos, entre

ellos, la mayoría de

los peces óseos.

Mamíferos, la

mayoría de los

anfibios, tiburones.

Muchos reptiles, las

aves, los insectos y

caracoles terrestres.

Amoníaco Urea Ácido úrico

Figura 1. Excreción de desechos nitrogenados de izquierda a derecha va en aumento el gasto de energía

(por el tipo y número de reacciones), también de izquierda a derecha aumenta el ahorro de agua.

INTRODUCCIÓN

Mediante la formación de orina los riñones excretan desechos, sustancias que no tienen una

función útil en el organismo. Algunos de los desechos excretados con la orina son el producto de

reacciones metabólicas en el organismo, como el amoníaco y la urea de la desaminación de los

aminoácidos; la bilirrubina del catabolismo de la hemoglobina; la creatinina de la degradación de

fosfocreatina en las fibras musculares, y el ácido úrico del catabolismo de los ácidos nucleicos.

Otros residuos que se excretan con la orina son sustancias que no pertenecen a la dieta, como

fármacos y toxinas ambientales.

Muchos animales han desarrollado eficientes estructuras que se encargan de estos procesos y

también liberan al cuerpo del exceso de agua que se ingiere con los alimentos, del exceso de

iones y de sustancias nocivas. El órgano excretor más importante es el riñón.

La función excretora del riñón es compartida con otros órganos y sistemas que colaboran en este fin.

A) Sistema respiratorio:

colabora eliminando agua,

dióxido de carbono y

sustancias volátiles por los

pulmones.

B) La piel: a través de sus

glándulas sudoríparas, además

de participar en la

termorregulación, eliminan

desechos metabólicos por

transpiración y además

participa en la

termorregulación.

C) Sistema digestivo: a través

del hígado elimina colesterol y

pigmentos biliares derivados

del metabolismo de la

hemoglobina, en la bilis.

Además de la excreción de

ciertos minerales y sustancias

inactivas a nivel del colon.

Los órganos excretores, como los

riñones, extraen y excretan la

mayor parte del agua y de los

residuos nitrogenados,

potencialmente tóxicos como el

amoníaco, ácido úrico y urea,

provenientes del catabolismo de

proteínas y ácidos nucleicos. En

los vertebrados algunos

aminoácidos pasan al hígado,

donde pierden su grupo amino en

procesos de desaminación y

transaminación. El grupo amino se

puede transformar en urea, ácido

úrico o amoníaco, que son

eliminados por el riñón.

3

ANATOMÍA Y FISIOLOGIA RENAL

El sistema renal consta de dos riñones; encargados de la producción de orina,principal desecho

metabólico; la sangre que lleva desechos celulares disueltos entra a cada riñon por la arteria

renal; después de que ha sido filtrada sale por la vena renal. La orina es sacada de cada riñon

por un tubo muscular llamado uréter. Por medio de contracciones peristálticas los uréteres

transportan la orina a la vejiga. Esta cámara muscular vacía, recoge y almacena la orina.Las

paredes de la vejiga, de músculo liso, son capaces de distenderse. La orina es retenida en la

vejiga mediante la acción de dos esfínteres musculares localizados en su base, encima de la unión

con la uretra.

Cuando la vejiga se ha distendido, los receptores en la pared mandan una señal que desencadena

contracciones reflejas. El esfínter interno se abre durante este reflejo. Sin embargo, el esfínter

más bajo o externo está bajo control voluntario, de tal manera que el reflejo puede suprimirse

por acción del cerebro. La orina completa su viaje al exterior a través de la uretra (Figura 2).

Figura 2. Organización anatómica del sistema renal en la especie humana.

4

La unidad anatómica y funcional del riñón es el NEFRÓN (Figura 3). El nefrón se compone de las

siguientes partes: un corpúsculo renal que comprende un glomérulo y una cápsula de

Bowman. Se continúa en los tubulos renales (proximal ,Asa de Henle y distal).

El glomérulo es una red de capilares enrollados en forma de ovillo y que nacen de una arteriola

aferente y concluyen en otra arteriola, eferente, que tiene un diámetro menor que la primera

(sistema portal). El endotelio de estos capilares tiene perforaciones, dejadas por superposición de

células, lo que hace que estos pequeños vasos sanguíneos posean la mayor permeabilidad de

todos los capilares de la red vascular humana.

La cápsula de Bowman es una estructura que contiene los capilares del glomérulo y está

formada por una capa externa fibrosa que se continúa en los túbulos, y un epitelio interno, que se

continúa en el epitelio de estas estructuras.

Los túbulos renales corresponden al túbulo proximal (descendente), un Asa de Henle en

forma de U y culmina en el túbulo distal (ascendente) que se vacia en un túbulo colector

nombre común de túbulos renales dada la continuidad del lumen de estas estructuras, iniciadas

en la cápsula de Bowman.

Figura 3. Anatomía del Nefrón.

Asa de Henle

Capilares

peritubulares

Túbulo

colector

Túbulo

contorneado distal Túbulo

contorneado proximal

Glomérulo

Arteriola

eferente

Arteriola

aferente

Cápsula de

Bowman

5

2. FORMACIÓN DE LA ORINA

La sangre es llevada al riñón por la arteria renal. Pequeñas ramas de esta arteria dan origen a

las arteriolas aferentes. Estas conducen la sangre hacia los capilares que constituyen cada

glomérulo.Cuando la sangre fluye por el glomérulo, parte de su plasma es filtrado hacia el interior

de la cápsula de Bowman.Luego, la sangre pasa de los capilares glomerulares a una arteriola

eferente, ésta lleva la sangre a una segunda red de capilares - los capilares peritubulares-, que

rodean al túbulo renal y túbulo colector.

La sangre es filtrada cuando recorre los capilares del glomérulo. Los capilares peritubulares

reciben sustancias devueltas a la sangre por el túbulo renal. La sangre procedente de los capilares

peritubulares entra en pequeñas venas que conducen a la vena renal.

La orina se produce por tres procesos: Filtración, Reabsorción y Secreción tubular.

Filtración Glomerular

La formación de la orina comienza con la filtración flomerular en la que se filtran grandes

cantidades de líquido a través de los capilares glomerulares, los cuales se encuentran rodeados

por la cápsula de Bowman, parte del nefrón por el que pasa el filtrado flomerular, es decir, el

resultado de la filtración. La tasa de filtración glomerular es de 180 L / 24 horas. Para entender el

mecanismo de filtración se hace necesario conocer las adaptaciones de las estructuras que

participan en la filtración glomerular:

Diferencias en el diámetro de las arteriolas aferentes y eferentes. La sangre ingresa al

glomérulo a través de una arteriola aferente y lo abandona por una arteriola eferente que

presenta menor diámetro que laprimera, lo cual ejerce una resistencia a la salida de la

sangre desde el glomérulo, aumentando la presión sanguínea en el glomérulo, lo que

favorece el proceso de filtración.

Membrana de los capilares glomerulares. Estos capilares son más permeables que el resto

de los capilares del organismo; para esto posee tres capas:

1. El endotelio capilar.

2. Una membrana basal.

3. Una capa de células epiteliales llamadas podocitos.

6

Arteriola aferente

Célula yuxtaglomerular

Mácula densa

Rama ascendente

del asa de Henle

Arteriola eferente

Endotelio del

glomérulo Pedicelo

Podocito de la capa

visceral de la

cápsula glomerular

(de Bowman)

Túbulo

contorneado

proximal

Espacio capsular

Célula mesangial

Capa parietal de la cápsula

glomerular (de Bowman)

Figura 4. Estructura del glomérulo.

El endotelio capilar es mucho más permeable que el de otros capilares debido a la presencia de

millares de agujeros llamados fenestraciones. Esta adaptación aumenta la permeabilidad y no

constituye ninguna barrera para determinadas sustancias que no deben pasar a ser parte del

filtrado glomerular.

La constitución del filtrado glomerular es similar a la de la sangre, por lo tanto es isotónico con

respecto a la sangre, como se puede observar en la Tabla 1, a excepción de no encontrar en el

filtrado glomerular hematíes, proteínas plasmáticas, varios ácidos grasos, glóbulos blancos,

plaquetas y aproximadamente el 50% del calcio.

Tabla 1. Comparación entre el plasma y el filtrado glomerular.

Componente Plasma Filtrado flomerular

Urea 0,03 0,03

Ácido úrico 0,004 0,004

Aminoácidos 0,05 0,005

Glucosa 0,1 0,1

Sales inorgánicas 0,72 0,72

Creatinina 0,001 0,001

Proteínas y otros 8,00 0

7

Reabsorción de sustancias

El mayor porcentaje de sustancias reabsorbidas se lleva a cabo en el túbulo contorneado

proximal.

La reabsorción Na+ y otros solutos promueven la reabsorción de agua por osmosis debido a que

establecen un fuerte gradiente de concentración. Por otro lado, el túbulo contorneado proximal y

el asa de Henle descendente poseen una mayor permeabilidad al agua debido a la presencia de

canales proteicos para el paso del agua llamados acuaporina-1. El 80% aproximadamente de agua

es reabsorbida en estas zonas del túbulo; a esta reabsorción se le denomina reabsorción

obligatoria de agua, debido a que es obligada a seguir a los solutos cuando se reabsorben, y no es

regulada hormonalmente. El asa de Henle ascendente es impermeable al agua, siendo una zona

hipotónica con respecto a la sangre. Aproximadamente, el 10% restante del agua que se

reabsorbe recibe el nombre de reabsorción facultativa del agua, la cual se lleva a cabo por la

última porción del túbulo contorneado distal y el colector; es importante destacar que esta

reabsorción facultativa responde a las necesidades del organismo atendiendo a señales

hormonales.

Normalmente, la glucosa, los aminoácidos, las vitaminas hidrosolubles y otros nutrientes no se

pierden en la orina, siendo el 100% reabsorbidos a nivel del túbulo contorneado proximal.

Cuando la concentración de glucosa en la sangre es superior a 200 mg/mL, como en el caso de la

diabetes mellitus, se encontrarán concentraciones de glucosa en la orina; a esta presencia de

glucosa en la orina se le denomina glucosuria. Los aminoácidos son reabsorbidos de la misma

manera.

Otro mecanismo se encarga de reabsorber el 80% a 90% de los iones bicarbonato, el cual

constituye un importante amortiguador del pH del cuerpo. Además esta reabsorción permite la

secreción de H+, que también tiene un efecto importante en la regulación del pH de los líquidos

extracelulares.

Figura 5. La figura indica el proceso que se lleva a cabo en las células tubulares, que permiten recuperar (reabsorber) bicarbonato y Na+ (a partir de la orina) y secretar ion hidrógeno.

HCO3-

Na+

Na-

K+

HCO3

-

CO2

H2CO3

H2O + CO2

Anhidrasa carbónica

HCO3- + H

H2O + CO2

HCO3- + Na+

(filtrado)

Lumen tubular

Células del túbulo Renal

Plasma peritubular

H+

8

Secreción Tubular

A través de este proceso se vierten a la luz tubular sustancias que no fueron filtradas, pero que

deben ser excretadas; tales sustancias son especialmente iones de potasio en intercambio con el

sodio reabsorbido, hidrógeno por intercambio de la reabsorción de ion bicarbonato como se

observa en la imagen anterior, urea que es un producto de desaminación de aminoácidos,

creatinina. Determinados fármacos, como la penicilina o drogas, son extraídos de la sangre por

secreción. La secreción ocurre principalmente en el túbulo contorneado distal y en el túbulo

colector.

.

Filtración: El túbulo excretor reúne

un filtrado proveniente de la sangre. El agua y los solutos son forzados por acción de la presión de la sangre a través de las membranas selectivamente permeables de un grupo de capilares hacia el interior del túbulo excretor

Reabsorción: El epitelio de

transporte reabsorbe sustancias valiosas del filtrado y las devuelve a los líquidos corporales.

Secreción: Otras sustancias,

como las toxinas y el exceso de iones, son extraídas desde los líquidos corporales y añadidas al contenido del túbulo excretor.

Túbulo excretor

Capilar

Filtra

do

O

rina

Excreción: El filtrado abandona el sistema y el organismo.

Esquema resumen de los procesos de formación de la orina

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3. CARACTERÍSTICAS DE LA ORINA NORMAL

Color : amarillo pálido.

Aspecto : transparente.

Volumen : 1.000 a 1.500 ml/día.

pH : Carnívoros: ácida. Herbívoros: alcalina.

Densidad : la densidad específica de la orina tiene relación inversa con el volumen reducido,

es decir, a mayor volumen menor densidad y viceversa.

Constituyentes normales de la orina:

Urea : es el principal producto nitrogenado del catabolismo de las proteínas.

Creatinina : derivado de la creatina (reservorio energético en el músculo que repone el ATP).

Ácido úrico : derivado del catabolismo de las bases nitrogenadas púricas. Principal producto

nitrogenado de aves y ciertos reptiles.

Cl- y Na+ : junto con la urea, son las sustancias más abundantes en la orina.

Sulfatos : derivados de las proteínas del alimento o de la actividad celular.

Fosfatos : derivados principalmente de los alimentos y, en menor proporción, del

metabolismo celular.

Agua : es el compuesto más abundante, y actúa como solvente de las sustancias

descritas.

Otros : alantoína (derivado el ácido úrico), pigmentos, electrolitos (K+, Ca+2, etc.)

COMPONENTE PLASMA FILTRADO GLOMERULAR ORINA

Urea 0,03 0,03 2.0

Ácido úrico 0,004 0,004 0,05

Creatinina 0,001 0,001 0,1

Aminoácidos 0,05 0,005 0

Glucosa 0,1 0,1 0

Sales

inorgánicas 0,72 0,72 1,5

Proteínas y

otros 8,00 0 0

10

.

EL RIÑON CUMPLE LAS SIGUIENTES FUNCIONES EN EL ORGANISMO

Activación de la vitamina D.

Secreción de hormonas como eritropoyetina.

Eliminación de los productos de desecho celular.

Regulación del contenido de agua en la sangre.

Mantenimiento de un pH adecuado de la sangre.

Regulación de las concentraciones sanguíneas de iones, Na+, K+, Cl-, Ca+2.

Retención de nutrientes como glucosa y aminoácidos en la sangre.

Síntesis y liberación de glucosa a la sangre, a partir de fuentes que no son carbohidratos,

pero solo en circunstancias inusuales, como el ayuno prolongado.

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ACTIVIDAD

1. ¿Cuáles son los componentes del nefrón?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. ¿Cuáles son los tres procesos que participan en la producción de la orina?

a) …………………………………….. b) …………………………………….. c) ……………………………………..

3. ¿Cuál es la composición del filtrado glomerular?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. A nivel de túbulo proximal

a) ¿Qué se reabsorbe?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

b) ¿Por qué una persona puede presentar glucosuria?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5. Sobre la secreción tubular:

a) ¿en qué consiste este proceso?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

b) ¿dónde ocurre?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

c) ¿qué se secreta?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

6. ¿Cuál es el recorrido de la orina una vez que sale del riñón?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

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Preguntas de selección múltiple

1. A nivel renal, el mayor volumen de agua es reabsorbido por

A) el asa de Henle.

B) el túbulo colector.

C) la cápsula de Bowman.

D) el túbulo contorneado distal.

E) el túbulo contorneado proximal.

2. Si un animal vive en el desierto, ¿qué modificaciones del nefrón serían las más adecuadas

para mantener constante el agua corporal?

I) Alargar los túbulos renales.

II) Aumentar el tamaño del glomérulo.

III) Aumentar el número de túbulos colectores.

A) Solo I.

B) Solo II.

C) Solo III.

D) Solo I y III.

E) I, II y III.

3. En el asa de Henle, la concentración de sales (especialmente Na+) aumenta notoriamente.

Los procesos que provocan este efecto son

I) la gran permeabilidad para solutos en el asa ascendente.

II) la mayor permeabilidad para el H2O en el asa descendente.

III) el mecanismo de contracorriente entre las asas descendiente y ascendente.

A) Solo I.

B) Solo II.

C) Solo III.

D) Solo I y III.

E) I, II y III.

4. ¿Cuáles de las siguientes sustancias aparece en la orina primitiva y en la orina definitiva

simultáneamente?

I) Na+.

II) Urea.

III) Glucosa.

A) Solo I.

B) Solo II.

C) Solo III.

D) Solo I y II.

E) I, II y III.

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5. Un componente abundante y frecuente de la orina humana corresponde a

A) Glucosa.

B) Albúmina.

C) Creatinina.

D) Hormonas.

E) Aminoácidos.

6. La aparición de células sanguíneas en la orina, probablemente reflejen una alteración de la

I) filtración renal.

II) reabsorción tubular.

III) secreción tubular.

A) Solo I.

B) Solo II.

C) Solo III.

D) Solo I y II.

E) Solo II y III.

7. ¿Cuál de las siguientes alternativas muestra el sitio donde se lleva a cabo el mayor

porcentaje de reabsorción tubular?

A) Glomérulo.

B) Asa de Henle.

C) Túbulo colector.

D) Túbulo contorneado distal.

E) Túbulo contorneado proximal.

8. ¿Cuál(es) de los siguientes órganos contribuye(n) directamente a mantener constante la

composición cualitativa del plasma sanguíneo?

I) Riñón.

II) Hígado.

III) Pulmón.

A) Solo I.

B) Solo II.

C) Solo III.

D) Solo II y III.

E) I, II y III.

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9. En relación con el tipo de desecho nitrogenado que excretan los organismos, es correcto

afirmar que

I) las aves al eliminar ácido úrico, gastan mucha energía pero ahorran agua.

II) los peces al eliminar amoniaco gastan mucha energía y mucha agua.

III) el hombre al eliminar urea, ahorra mucha energía y gasta mucha agua.

Es (son) correcta(s)

A) solo I.

B) solo II.

C) solo III.

D) solo I y II.

E) solo II y III.

10. La sangre que pasa por la arteriola aferente y la que sale del glomérulo por la arteriola

eferente posee la misma concentración de

I) eritrocitos.

II) proteínas.

III) glucosa.

Es (son) correcta (s)

A) solo I.

B) solo II.

C) solo III.

D) solo I y II.

E) I, II y III.

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RESPUESTAS

DMTR-BC18

Preguntas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Claves E A E D C A E E A D

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