Fisiología y Estructura del Riñón, Sistema Urinario, Digestivo y Tegumentario: Funciones y Componentes Clave

Fisiología y Estructura del Riñón y Sistema Urinario

El riñón cumple funciones vitales como la formación de la orina, filtración de la sangre y excreción de desechos metabólicos. Además, actúa como un órgano endocrino, produciendo y metabolizando hormonas como la vitamina D, esencial para la homeostasis del calcio y la salud ósea. Regula la volemia (volumen sanguíneo), el equilibrio de agua y electrolitos (sodio, potasio, cloruro), el pH y la presión arterial. También participa en la producción de hormonas como la eritropoyetina (EPO), calcitriol, renina y calicreína, y regula la eritropoyesis.

Componentes del Sistema Urinario

• Parénquima: Compuesto por la corteza y la médula.
• Nefronas: Unidades funcionales compuestas por corpúsculos y túbulos renales.
• Zonas con funciones específicas: Aparato yuxtaglomerular y sistema contracorriente.

El riñón está altamente vascularizado, recibiendo sangre de la arteria renal, una rama de la arteria aorta. Está cubierto por tejido adiposo perirrenal y asociado a la glándula suprarrenal, que participa en la absorción de sodio. El hilio renal es el punto de entrada y salida de vasos y nervios, y se extiende hacia el seno renal a través de la pelvis renal. Las papilas renales son proyecciones de tejido renal al final de cada cáliz.

Capas del Riñón

1. Cápsula: Tejido conectivo denso con dos capas:
   • Capa externa (OLC): Fibroblastos y fibras colágenas.
   • Capa interna (ILC): Contiene miofibroblastos.
2. Corteza: Ubicada debajo de la cápsula, contiene corpúsculos renales y túbulos contorneados. Presenta rayos medulares, estriaciones oscuras entre las bases de las pirámides y la superficie del riñón.
3. Médula: Capa más interna, con pirámides de forma triangular que contienen los conductos colectores y las asas de Henle. Se divide en médula externa e interna. Las arterias arqueadas o arcuatas separan la corteza de la médula.
4. Papila renal: Sitio donde los túbulos colectores se abren hacia los cálices, formando el área cribosa.

La Nefrona: Unidad Funcional del Riñón

Existen dos tipos de nefronas: corticales, que no penetran profundamente en la médula, y yuxtamedulares, que sí lo hacen y son más susceptibles al daño isquémico. Las nefronas yuxtamedulares son cruciales para la concentración y dilución de la orina. La vascularización renal da origen a una arteriola aferente y eferente, que a su vez forman los capilares glomerulares. Los túbulos de diferentes nefronas se unen para formar los conductos de Bellini, que desembocan en un cáliz menor en el ápice de una papila renal.

• Corteza: Contiene glomérulos, túbulos contorneados, conectores y colectores.
• Médula: Contiene túbulos rectos y la red de capilares especializados (vasa recta).

Funciones de la Nefrona

1. Filtración
2. Reabsorción
3. Secreción
4. Excreción

1. Corpúsculo Renal

Ubicado en la corteza, es el inicio de la nefrona. Está formado por:

• Glomérulo: Red de capilares.
• Cápsula de Bowman: Con una capa parietal de epitelio plano escamoso simple y una capa visceral formada por podocitos que envuelven las asas capilares del glomérulo, formando parte de la barrera de filtración.
• Mesangio: Estructuras de relleno con funciones de fagocitosis y regulación.

El corpúsculo renal tiene un polo vascular (arteriola aferente y eferente) y un polo urinario (continuación del túbulo renal). La barrera de filtración es semipermeable y está compuesta por:

• Endotelio de los capilares glomerulares.
• Membrana basal glomerular: Formada por colágeno IV, laminina y entactina.
• Capa visceral de la cápsula de Bowman.

Entre los capilares y la membrana basal glomerular se encuentran las células mesangiales, que junto con su matriz constituyen el mesangio.

2. Túbulo Proximal

Se encuentra en la corteza renal. Sus células tienen un epitelio cúbico simple con microvellosidades que facilitan la reabsorción (80-90%) y el transporte de fluidos. Poseen un núcleo central, mitocondrias alargadas, una cara apical con ribete o borde en cepillo (brush border) y una cara basolateral con una bomba de sodio. Incluye el túbulo contorneado proximal (Pars convoluta) y el túbulo recto proximal (Pars recta). Función: Reabsorción de agua, sodio, cloruro (Na+, Cl-), glucosa y secreción de toxinas y drogas. La mayor parte de la reabsorción ocurre en el túbulo contorneado proximal.

3. Asa de Henle

Ubicada principalmente en la médula, con una porción descendente delgada (permeable al agua) y una porción ascendente gruesa (permeable al Na+). Las ramas delgadas tienen un epitelio escamoso simple, mientras que la porción gruesa tiene un epitelio cúbico bajo. Las células epiteliales de este segmento sintetizan la proteína de Tamm-Horsfall. Función: Reabsorbe aproximadamente el 15% del agua filtrada y el 25% de Na+ y Cl-, además de Ca+ y HCO3-. Las asas de Henle largas mantienen la hipertonicidad del líquido intersticial, permitiendo la concentración y dilución de la orina.

4. Túbulo Contorneado Distal

Ubicado en la corteza, con un epitelio cúbico simple. La mácula densa, junto con las células yuxtaglomerulares y las células de Lacis, forman el aparato yuxtaglomerular, con funciones de barorrecepción y quimiorrecepción. En respuesta a estímulos, las células yuxtaglomerulares liberan renina. Los túbulos contorneados distales eliminan sodio y añaden potasio al filtrado, bajo la estimulación de la aldosterona. Poseen una alta cantidad de sodio/potasio ATPasa y participan en la acidificación de la orina y la secreción tubular, eliminando desechos y sustancias en exceso desde la sangre para su excreción.

5. Túbulo Colector

Ubicado en la médula, regula la composición final de la orina mediante un epitelio cúbico simple. Contiene células intercaladas (regulación ácido-base) y células principales (regulación de la excreción de sodio y agua). La excreción renal de agua depende de un intersticio medular hipertónico y de la hormona antidiurética (ADH).

Vías Urinarias

1. Uréter

Tubos musculares que conducen la orina desde la pelvis renal hasta la vejiga urinaria. Compuestos por:

• Lumen (1)
• Capa de mucosa o epitelio (2): Epitelio de transición y lámina propia (3).
• Capas musculares (4): Capa longitudinal interna y capa circular externa.
• Capa de adventicia (5).

2. Vejiga

Compuesta por:

• Membrana mucosa interna.
• Capa gruesa de músculo liso.
• Capa serosa externa.

Histológicamente:

1. Epitelio transitorio.
2. Lámina propia.
3. Tejido conjuntivo intersticial.
4. Músculo liso.
5. Capa serosa.

3. Uretra

• Femenina: Epitelio transicional (mitad superior), epitelio seudoestratificado columnar (mitad inferior), epitelio estratificado escamoso (antes de su terminación).
• Masculina: Uretra prostática (epitelio de transición), uretra membranosa y uretra del pene.

Asa de Henle, Mecanismo de Contracorriente y Vasa Recta

La vasa recta permite a los riñones concentrar la orina. El intersticio medular es normalmente hiperosmótico. El mecanismo de contracorriente, junto con la ADH, permite mantener esta hiperosmoticidad. La concentración urinaria depende de:

1. Transporte activo de iones de sodio y cotransporte de potasio.
2. Transporte activo de iones desde los conductos colectores al intersticio medular.
3. Difusión facilitada de urea desde los conductos colectores medulares al intersticio medular.
4. Difusión de pequeñas cantidades de agua desde los túbulos medulares.

Sistema Respiratorio

Porción Conductora

Transporte, filtro, humectación y calentamiento del aire: fosas nasales, senos paranasales, nasofaringe, laringe (porción superior), tráquea, bronquios, bronquiolos (inferiores).

Porción Respiratoria

Intercambio gaseoso: bronquiolo respiratorio, conductos alveolares, alvéolos.

Tráquea

Compuesta por mucosa, submucosa, capa cartilaginosa y adventicia.

• Mucosa: Epitelio pseudoestratificado cilíndrico ciliado con células ciliadas, mucosas, basales y en cepillo.
• Lámina propia: Tejido conectivo laxo con abundantes fibras elásticas.
• Submucosa: Tejido conectivo laxo con vasos sanguíneos, linfáticos y glándulas mucosas.
• Cartílago: Anillos de cartílago hialino incompletos.
• Adventicia: Tejido conectivo con tejido adiposo, capa más externa.

Bronquios

• Primarios: Epitelio con menos células caliciformes, lámina propia más densa y elástica, capa discontinua de músculo liso, placa de cartílago aplanada.
• Terciarios: Escasa pseudoestratificación, lámina propia fina y elástica, músculo liso, cartílago reducido a láminas irregulares, linfocitos en la adventicia.

Bronquiolos

Sin cartílago ni glándulas. Epitelio de simple cilíndrico a simple cúbico. Los bronquiolos terminales se dividen en bronquiolos respiratorios con epitelio plano simple.

• Células de Clara: No ciliadas, producen componentes del surfactante y enzimas que neutralizan sustancias nocivas.

Alvéolos

Intercambio gaseoso, epitelio plano simple, 300 millones. Epitelio alveolar con neumocitos tipo 1 (escamosos) y tipo 2 (cuboidales).

• Acino pulmonar: Bronquiolo terminal, respiratorio, conducto alveolar, sacos alveolares, alvéolos.
• Conductos y sacos alveolares: Epitelio plano simple.

Neumocitos

• Tipo 1: Barrera para el intercambio de gases.
• Tipo 2: Liberan sustancia surfactante.

Pared del Alvéolo

Epitelio de superficie (neumocitos tipo 1), tejido de sostén, vasos sanguíneos.

Sistema Digestivo

Tubo Digestivo

Compuesto por:

• Mucosa: Epitelio de revestimiento, lámina propia o corion, muscular de la mucosa.
• Submucosa: Vasos sanguíneos y linfáticos, plexo nervioso de Meissner (controla la motilidad de la mucosa).
• Muscular: Fibras musculares en dos subcapas (circular interna y longitudinal externa), plexo nervioso de Auerbach.
• Serosa o adventicia: Serosa es intraperitoneal (peritoneo), adventicia es retroperitoneal.

Estómago

• Epitelio de la mucosa gástrica: Simple cilíndrico.
• Función del estómago: Secreción de pepsinógeno.
• Células mucosas: Secreción de moco en la mucosa gástrica.
• Función del ácido clorhídrico: Activar el pepsinógeno.
• Cartílago del estómago: Hialino.
• Capa muscular del estómago: Tejido muscular liso.
• Tejido de la serosa del estómago: Simple plano.
• Glándulas gástricas principales: Secreción de pepsinógeno.
• Función del pepsinógeno: Convertirse en pepsina para la digestión de proteínas.

Intestino Delgado

• Función de las vellosidades intestinales: Facilitar la absorción de nutrientes.
• Epitelio: Simple cilíndrico.
• Células caliciformes: Secreción de moco.
• Función de las células de Paneth: Liberar enzimas antimicrobianas.
• Estructuras que aumentan la superficie de absorción: Vellosidades, microvellosidades y pliegues circulares.
• Enterocitos: Células responsables de la absorción de nutrientes.
• Placas de Peyer: Respuesta inmunitaria, ubicadas en el íleon.
• Función de las células enteroendocrinas: Liberar hormonas que regulan la digestión.
• Organización de las capas musculares: Capa circular interna y longitudinal externa.

Hígado

• Hepatocitos: Células predominantes que secretan bilis.
• Espacio de Disse: Entre hepatocitos y sinusoides hepáticos.
• Función del hepatocito: Secreción de hormonas, detoxificación, producción de factores de coagulación.
• Células de Kupffer: Limpieza de la sangre en el hígado.
• Función de la cápsula de Glisson: Proteger y dar soporte al hígado.
• Síntesis de glucógeno: Ocurre en los hepatocitos.
• Componente principal de los sinusoides hepáticos: Células endoteliales.
• Función de las células caliciformes en el intestino delgado: Secretar moco para proteger el epitelio.
• Sinusoides hepáticos: Permiten el intercambio de sustancias entre la sangre y los hepatocitos.
• Intestino grueso: Carece de vellosidades.
• Defensa inmunitaria en el hígado: Células de Kupffer.
• Sistema porta: Transporta sangre rica en nutrientes desde el tracto digestivo al hígado.

Piel

Epidermis

Deriva del ectodermo. Epitelio estratificado plano queratinizado. Capas (de afuera hacia adentro): estrato córneo, granuloso, espinoso y basal. En la piel gruesa se agrega el estrato lúcido entre el granuloso y el córneo.

Células de la Epidermis

• Queratinocitos (Ks): 90% de las células.
• Células de Langerhans.
• Células de Merkel.
• Melanocitos.

Capas de la Epidermis

• Estrato espinoso: KS grandes, citoplasma rico en filamentos de queratina, células con antígenos (células de Langerhans).
• Estrato granuloso: Gránulos densos y basófilos (queratohialina), las células mueren por ruptura de lisosomas.
• Estrato lúcido: Presente en piel sometida a desgaste.
• Estrato córneo: Células aplanadas muertas, sin núcleo y llenas de queratina.

Melanocitos

En el estrato basal, producen melanina (defensa contra la radiación). A partir de tirosina se genera el pigmento (tirosinasa). Feomelanina (rubio), eumelanina (café).

Células de Langerhans

En el estrato espinoso, presentan antígenos y gránulos de Birbeck.

Células de Merkel

Mecanorreceptores (percepción sensorial) en el estrato basal.

Dermis

Contiene folículos pilosos, glándulas sudoríparas y sebáceas. Se divide en dermis papilar y reticular.

• Dermis papilar: Tejido conectivo laxo y elástico, fibras de colágeno tipo 3, fibroblastos, células plasmáticas, cebadas y macrófagos, capilares.
• Dermis reticular: Tejido conectivo denso, fibras de colágeno tipo 1, fibras elásticas gruesas, músculo liso, menor número de células.

Hipodermis

Tejido adiposo, tejido conectivo laxo con fibras colágenas y elásticas.

Glándulas de la Piel

• Sudoríparas ecrinas: Secreción merocrina, regulan la temperatura corporal, excretan sudor. Conducto: epitelio cúbico pseudoestratificado. Unidad secretora: epitelio cúbico bajo simple.
• Apocrinas: Secreción viscosa en axila, pezón, genitales, influenciada por hormonas.
• Sebáceas: Glándulas holocrinas acinares ramificadas que producen sebo, la secreción se vacía en el folículo piloso.

Folículo Piloso

Invaginaciones, músculo erector del pelo.

Bulbo Piloso

Matriz, melanocitos, papila dérmica, vasos sanguíneos.