1 UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD CIENCIAS DE LA SALUD DEPARTAMENTO DE MORFOLOGÍA AREA DE HISTOEMBRIOLOGÍA Docente Titular: MSc. SONIA GONZÁLEZ PINEDA SISTEMA URINARIO Este sistema es el encargado de eliminar las sustancias tóxicas del plasma sanguíneo y sacarlas del organismo a través de la orina. Está formado por los riñones y las vías urinarias. Riñón. Este órgano cumple diversas funciones vitales para el organismo como son la filtración del plasma al extraer de él sustancias tóxicas perjudiciales, es el encargado de la formación de orina a través de la cual elimina dichas sustancias como urea, a su vez mediante la formación y eliminación de la orina regula el volumen hídrico, lo cual permite a su vez regular la presión arterial y el equilibrio hemodinámico, este órgano participa activamente en el balance acido-básico, además de regular solutos como glucosa, aminoácidos, proteínas y sales como sodio, potasio y cloruro. El riñón secreta algunas sustancias como la eritropoyetina, la medulipina I, la renina y prostaglandinas; moléculas de diversas funciones. Este órgano ayuda en la conversión de la vitamina D en dihidroxicolecalciferol que participa en el trasporte de calcio. El riñón es un órgano constituido por un parénquima y un estroma, pero no es una glándula. El estroma está constituido por una cápsula de tejido conectivo denso irregular que se engrosa para formar el hilio renal, el parénquima del riñón es soportado por una malla de tejido conectivo laxo areolar cuyas principales células corresponden a fibroblastos, células intersticiales y macrófagos, se le conoce como intersticio renal; más abundante en la médula renal que en la corteza y en donde contiene una población celular: las células intersticiales quienes se reconoce por su núcleo alargado, este tipo celular secreta una sustancia denominada medulipina I que va al hígado y es convertida a medulipina II; un vasodilatador que disminuye la presión arterial. El parénquima renal está compuesto por las nefronas y los túbulos colectores rodeados por el intersticio renal que entra en intima relación con las láminas basales de las diferentes estructuras del parénquima. El riñón presenta dos regiones claramente definidas: una periférica de color más oscuro denominada corteza y una región central un poco más pálida denominada médula. En la médula se observan unas estructuras de forma piramidal, las pirámides renales que son entre seis a doce por cada riñón, a su vértice se le denomina papila renal quien está orientada hacia el hilio y presenta más o menos veinte cribas o poros denominada área cribosa. La corteza se invagina en la médula separando una pirámide de la siguiente y corresponde a las columnas corticales o de Bertin. Cada pirámide rodeada por su porción de corteza constituye un lóbulo. De la base de cada pirámide se evaginan pequeños segmentos de la médula hacia la corteza formando unas estriaciones longitudinales; los rayos medulares y cada uno de ellos rodeado por la corteza circundante, forman los lobulillos del riñón. Para comprender el funcionamiento del riñón hay que conocer su irrigación y a su vez entender la distribución anatómica dentro del órgano. La arteria renal irriga al riñón, ésta ingresa al órgano por el hilio en donde se divide en dos ramas anteriores y una posterior las cuales se ramifican dicotómicamente y cuando sus ramas se ubican entre lóbulo y lóbulo toman el nombre de arterias interlobulares, las cuales ascienden por las columnas corticales entre pirámide y pirámide dando ramas que se arquean cuando bordean la base de la pirámide y se llaman arterias arcuadas o arciformes quienes se ramifican poco a poco para dejar ramas entre cada lobulillo y son las arterias interlobulillares, éstas a su vez originan arteriolas aferentes de las cuales una de ellas ingresa a MSc. Sonia González P. 15/11/2015 2 un corpúsculo renal y origina el capilar que constituye el glomérulo u ovillo renal, llamado así porque el capilar da vueltas y vueltas sobre sí mismo hasta que abandona el corpúsculo como arteriola eferente que forman vasos de diferentes calibres como los vasos rectos, los capilares peritubulares y los capilares intertubulares; todos ellos proveen irrigación a los elementos que componen la nefrona. El endotelio de los capilares peritubulares sintetiza eritropoyetina; hormona que se sintetiza y libera cuando disminuye la presión parcial del oxígeno en el organismo por diversas causas, provocando que la eritropoyetina actúe en la médula ósea para incrementar la formación de eritrocitos; aumentando así la capacidad de transporte de oxigeno. Los capilares intertubulares continúan como capilares venosos del mismo nombre y drenan a las venas interlobulillares y estas a su vez drenan a las venas arcuadas y éstas lo hacen a las venas interlobulares quienes forman la vena renal quien abandona al riñón a través del hilio. - Nefrona. La nefrona es la unidad estructural y funcional del riñón, en donde en cada uno de ellos se encuentran aproximadamente entre uno o dos millones de ellas. La nefrona tiene como funciones producir el ultrafiltrado del plasma, realiza la reabsorción de agua (aproximadamente 85%), hace reabsorción de sodio, cloro, glucosa, aminoácidos, péptidos y proteínas, bicarbonato y algunas vitaminas como el ácido ascórbico, además la nefrona elimina productos de desecho del metabolismo como urea, creatinina y ácido úrico. La nefrona es una estructura que consta de diferentes elementos histológicos los cuales le permiten a esta unidad cumplir con las diversas funciones. Cápsula de Bowman - Capa Parietal - Capa Visceral (Podocitos) Espacio de Bowman Ovillo Renal Túbulo Proximal Segmento Contorneado Segmento Recto Túbulo Distal Segmento Contorneado Segmento Recto Asa de Henle Segmento Grueso Segmento Delgado (Asa) Corpúsculo Renal - - NEFRONA TÚBULOS COLECTORES Existen dos tipos de nefronas, las nefronas corticales que son cortas y las nefronas yuxtamedulares que son mas largas, pero los corpúsculos de los dos tipos de nefronas se encuentran en la corteza renal y sus porciones tubulares se encuentran en la médula. Corpúsculo Renal Es una estructura de forma redonda u ovalada compuesta por el glomérulo renal, el espacio de Bowman y la cápsula de Bowman. El glomérulo esta formado por un capilar que se forma a partir de la arteriola aferente quien ingresa al corpúsculo por el polo vascular. El capilar consta del endotelio y su lámina basal. El endotelio es fenestrado lo cual permite que por los poros se filtren algunas moléculas de tamaño pequeño pero no permite el paso de las células sanguíneas. La lámina MSc. Sonia González P. 15/11/2015 3 basal constituye un filtro muy efectivo que atrapa moléculas por diferencia de carga, moléculas de alto peso molecular, constituyendo así la estructura principal y la más eficaz de la barrera de ultrafiltrado, esta estructura del capilar está constituida por colágeno tipo IV, fibronectina, laminina y heparán sulfato. El capilar glomerular que está formado por ramas anastomosadas entre sí, se envuelve sobre sí mismo formando un ovillo, y entre vuelta y vuelta hay tejido conectivo laxo compuesto por células denominadas células mesangiales que son fagocitos altamente activos cuya función principal es desatascar y limpiar a la lámina basal del capilar de detritus, células y moléculas que han quedado allí atrapadas. A las células mesangiales se les considera como células contráctiles, ellas tienen receptores para la angiotensina II (vasoconstrictor) y mediante su contracción estas células reducen el flujo de sangre a través del glomérulo. La capa visceral de la cápsula de Bowman está representada por células especializadas, los podocitos, estas células son de forma irregular con un núcleo redondo de disposición central, la membrana celular del cuerpo del podocito se evagina formando unas digitaciones denominadas pedicelos que poseen glicocálix bien desarrollado, entre pedicelo y pedicelo quedan unos espacios o surcos muy estrechos llamados ranuras de filtración quienes no están totalmente abiertas sino que están cubiertas por un diafragma muy delgado que se extiende entre pedicelos vecinos; este diafragma presenta poros circulares que actúan como un filtro. En conclusión la barrera de ultrafiltrado es una estructura diseñada para realizar el complejo ultrafiltrado del plasma sanguíneo que va viajando por el capilar glomerular, esta ultraestructura está compuesta por tres elementos esenciales: poros del endotelio vascular, lámina basal del capilar y poros de las ranuras de filtración. El plasma sanguíneo es filtrado por los poros del endotelio y pasa hacia la lámina basal, ésta hace su proceso de filtración y el plasma sigue hacia los poros de las ranuras de filtración que también lo filtran y el ultrafiltrado de allí pasa al espacio de Bowman en donde es contenido temporalmente. Túbulo Proximal Como el espacio de Bowman está almacenando el ultrafiltrado proveniente del plasma del glomérulo, este debe ser drenado y es el túbulo proximal quien realiza esta función. Este túbulo ocupa gran parte de la corteza renal y en él se pueden diferenciar dos regiones: una porción o parte contorneada y una porción o parte recta. La porción contorneada tiene una forma tortuosa por y se le denomina túbulo contorneado proximal quien sale del polo urinario del corpúsculo y queda en el polo opuesto al polo vascular. El túbulo contorneado proximal está compuesto por epitelio cúbico simple y su lámina basal quien está muy bien definida, en la superficie apical de las células cúbicas hay gran abundancia de microvellosidades largas que se proyectan hacia la luz en donde se agrupan densamente y es a través de ellas que se reabsorbe del 67% al 80% de sodio, cloruro y agua, además de glucosa, aminoácidos y proteínas presente en el ultrafiltrado glomerular; y luego estas sustancias son transportadas al líquido tisular del intersticio renal. También en esta región del túbulo; se eliminan solutos orgánicos, fármacos y toxinas que son excretadas a través de la orina. La porción recta del túbulo proximal también está constituida por epitelio cúbico simple y su lámina basal; pero sus células son más bajas y sus microvellosidades no son tan abundantes ni tan largas como en el segmento contorneado. Esta porción del túbulo proximal se conoce como segmento grueso del asa de Henle que desciende por los rayos medulares y luego desciende hasta la médula para continuarse con el segmento delgado del asa de Henle. Asa de Henle Este túbulo a manera de horquilla es el segmento más delgado de la nefrona y está constituida por un epitelio plano simple y su lámina basal, sus células presentan pocas microvellosidades y éstas son muy cortas. El asa está conformado por una porción descendente y una ascendente, la porción descendente es la continuación de la porción recta del túbulo proximal y la porción ascendente se continúa con la porción recta del túbulo distal. La porción descendente es más permeable al agua y a la urea; mientras que la porción ascendente solo es moderadamente permeable al agua. MSc. Sonia González P. 15/11/2015 4 Túbulo Distal Este segmento se divide en dos regiones: la porción recta y la porción contorneada, la porción recta es la continuación de la porción delgada del asa de Henle; se conoce también como segmento grueso del asa de Henle, el cual asciende recto a través de la médula hasta llegar a la corteza. Esta parte está compuesta por epitelio cúbico bajo y su lámina basal. Estas células epiteliales se unen entre sí por medio de zónulas ocludens, en su superficie apical presentan unas cuantas microvellosidades cortas. El segmento grueso del asa no es permeable al agua ni a la urea, por lo que a medida que el ultrafiltrado va viajando a través de túbulo distal su concentración de sal es baja pero la de urea es alta. La porción contorneada o túbulo contorneado distal es corto y desembocan en la región de arco de los túbulos colectores. Este tipo de túbulo está formado por epitelio cúbico simple y su lámina basal, en la superficie apical de sus células epiteliales hay unas cuantas microvellosidades muy cortas por lo que su luz se ve más amplia que la del túbulo contorneado proximal. Los túbulos contorneados distales son impermeables al agua y a la urea pero por acción de bombas de sodio-potasio y en respuesta a la aldosterona, las células del túbulo pueden reabsorber y llevar hacia el intersticio renal el sodio restante y en forma pasiva algo de cloruro. Además las células cúbicas del túbulo secretan hacia su luz potasio e hidrógeno permitiendo controlar el potasio en el líquido tisular del intersticio y la acidez de la orina respectivamente. Aparato Yuxtaglomerular Es un sistema compuesto por varios elementos histológicos, a saber: mácula densa, células yuxtaglomerulares y células mesangiales extraglomerulares. La mácula densa corresponde a una pequeña región del túbulo contorneado distal que se relaciona con la arteriola aferente y eferente, en donde las células epiteliales del túbulo que miran hacia las arteriolas; se tornan más altas y alargadas, su citoplasma se tiñe pálidamente y el núcleo es de ubicación central; este pequeño grupo celular son quienes forman a la mácula densa. En la región del túbulo distal en donde se ubica la mácula, no hay lámina basal; lo cual permite un contacto directo entre la mácula densa y las células yuxtaglomerulares. Se considera que las células de la mácula están encargadas de vigilar el volumen del ultrafiltrado y la concentración de sodio; si la concentración del sodio disminuye, las células mesangiales inducen vasodilatación de la arteriola aferente y eferente; incrementando el flujo de sangre por el glomérulo, además, actúan sobre las células yuxtaglomerulares para que liberen renina a la circulación general. Las células mesangiales extraglomerulares se ubican en el polo vascular del corpúsculo renal, en el espacio limitado por la arteriola aferente, la mácula densa y la arteriola eferente; al igual que las mesangiales del glomérulo, tienen receptores para la angiotensina II (vasoconstrictor) por lo cual esta población celular participa en la reducción del flujo de sangre a través del glomérulo. Las células yuxtaglomerulares son miocitos lisos modificados, su núcleo es redondo en vez de ser alargado como el de los miocitos tradicionales, las células yuxtaglomerulares se localizan principalmente en la túnica media de la arteriola aferente pero también se pueden encontrar en menor número en la arteriola eferente. El citoplasma de estas células contiene gránulos que albergan las enzimas como la renina, la enzima convertidota de angiotensina (ECA) y las angiotensinas I y II. La renina convierte el angiotensimógeno presente en el torrente sanguíneo en angiotensina I que es un vasoconstrictor de poca potencia, la enzima convertidota de angiotensina (ECA) convierte la angiotensina I en angiotensina II en los capilares de los pulmones y en menor grado en los riñones y otros órganos, a diferencia de la angiotensina I; la angiotensina II es un vasoconstrictor muy potente que produce la disminución del diámetro de los vasos arteriales y por lo tanto el de las arteriolas tanto aferente como eferente del corpúsculo renal, incrementando aún más la presión dentro del glomérulo, incrementando a su vez el flujo sanguíneo dentro de éste y por lo tanto aumentando el índice de filtración glomerular de un volumen mayor de sangre. La angiotensina II actúa sobre la corteza suprarrenal haciendo que esta secrete aldosterona para que el túbulo contorneado distal incremente la reabsorción de sodio y cloruro. MSc. Sonia González P. 15/11/2015 5 - TÚBULOS COLECTORES Estos túbulos ya no hacen parte de la nefrona, son estructuras independientes con orígenes embriológicos diferentes. Los túbulos contorneados dístales de varias nefronas se unen y forman un túbulo conector quien desemboca en el túbulo colector que recibe el ultrafiltrado de la nefrona lo modifica y transporta hasta las papilas renales, es decir que los túbulos colectores se encuentran tanto en la corteza como en la médula y terminan en la papila renal como conductos de Bellini. El túbulo colector están formado por un epitelio cúbico simple y su lámina basal, dentro de este epitelio se pueden diferenciar dos tipos celulares, uno con núcleo redondo de disposición central; las células intercaladas quienes participan en el transporte y secreción de iones hidrógeno en forma activa modulando el equilibrio acido-básico del organismo y otro tipo celular de núcleo central y de forma ovalada; las células principales de las cuales se desconoce su función. Varios túbulos colectores de la médula se unen poco a poco y forman el conducto de Bellini que desembocan en las cribas de la papila renal. Los túbulos colectores son impermeables al agua pero por acción de la hormona antidiurética (ADH); se hacen permeables a ésta y por lo tanto son ellos los encargados de concentrar la orina. Vías Urinarias Ellas tienen como función transportar la orina producida por el riñón hacia el exterior. Las vías urinarias se inician en los cálices menores quienes depositan la orina en los cálices mayores éstos son drenados por la pelvis renal y de allí la orina es transportada por el uréter hasta la vejiga y es expulsada hacia el exterior por la uretra. La pared de las vías urinarias está constituida por elementos estructurales que varían en cada una de ellas dependiendo de la función que cada una de ellas desempeña. Viéndolo de modo general la pared de estas vías desde su luz hacia afuera está constituida por varias capas que son: Mucosa: Compuesta por un epitelio que varía de acuerdo a la región pero por lo general es transicional o polimorfo, subyacente al epitelio hay una lámina propia de tejido conectivo laxo areolar, en donde se encuentra tejido linfoide difuso, vasos sanguíneos, linfáticos y fibras nerviosas, dependiendo de la región en la lámina propia se pueden encontrar glándulas. Submucosa: Constituida por tejido conectivo laxo areolar por donde discurren vasos y nervios de mayor calibre que los de la lámina propia. Muscular: Formada por capas de músculo liso que varían en su organización de acuerdo a la región u órgano. Adventicia y/o Serosa: Es la capa más externa de la pared del órgano, es por ellas que ingresan y salen elementos vasculares y nerviosos. Esta capa está constituida por tejido conectivo laxo areolar si corresponde a una adventicia, la cual le permite unirse a estructuras u órganos vecinos, pero si el órgano presenta serosa, ésta es de tejido conectivo laxo areolar cubierta por un mesotelio. La orina concentrada por los túbulos colectores es transportada por los conductos de Bellini de la papila hacia el cáliz menor, cámara en forma de embudo constituido por una mucosa cuyo epitelio inicialmente es cilíndrico simple alto y su lámina basal, en el vértice del cáliz el epitelio pasa a ser transicional o polimorfo que por su estructura forma una barrera que evita que la orina pase al intersticio renal. Subadyacente al epitelio del cáliz hay una lámina propia muy delgada de tejido conectivo laxo areolar e inmediata y profunda a ésta se encuentra la muscular que corresponde a una capa delgada de músculo liso cuya función es impulsar la orina hacia el cáliz mayor una cámara mucho más grande, similar en su estructura histológica del cáliz menor, cada cámara drena la orina de dos a cuatro cálices menores. Los tres o cuatro cálices mayores convergen transportando la orina hacia la pelvis renal que consta de una mucosa, una muscular mucho más gruesa que la de los cálices mayores y una adventicia que se funde con el tejido conectivo del hilio del riñón. De la pelvis renal la orina continúa hacia el uréter cuya pared consta de una mucosa que forma pliegues para distenderse cuando pasa la orina, el epitelio es transicional con tres o cinco capas de células de MSc. Sonia González P. 15/11/2015 6 grosor, subyacente a él está la lámina propia de tejido conectivo denso irregular con abundantes fibras elásticas, en el sitio en donde los uréteres perforan la superficie posterior de la base de la vejiga; la mucosa forma una especie de colgajo que hace las veces de válvula para evitar que la orina se regurgite de nuevo desde la vejiga hacia el uréter. La muscular mediante su contracción es la encargada de producir ondas similares al peristaltismo que llevan la orina hacia la vejiga. En los dos tercios proximales del uréter la muscular está formada por dos capas de músculo liso; una longitudinal interna y otra circular externa, en el tercio distal hay tres capas de músculo liso; una longitudinal interna, una circular media y una longitudinal externa. La adventicia del órgano lo une y relaciona con estructuras vecinas. La vejiga es el órgano encargado de almacenar la orina temporalmente, su pared está formada por una mucosa que actúa como una barrera, ésta forma numerosos pliegues mientras el órgano está desocupado pero cuando la vejiga se va llenando se distiende y los pliegues desaparecen. En el trígono vesical la mucosa no forma pliegues por lo que en esta región la mucosa es lisa. El epitelio es transicional o polimorfo cuyas células son grandes y redondeadas en forma de cúpula; cuando la vejiga está vacía las células se aplanan y cuando se distiende por la presión intramural que ejerce la orina dentro de ella, el epitelio que es único constituye una barrera osmótica impermeable al agua y a las sales y por supuesto impermeable para la orina; evitando que ésta pase hacia la lámina propia. La lámina propia es de tejido conectivo denso irregular, en la región que rodea el orificio ureteral hay glándulas de secreción mucosa para lubricar el orificio ureteral. La submucosa es de tejido conectivo laxo areolar. La capa muscular está compuesta por tres capas entrelazadas de músculo liso; una longitudinal interna, una circular media quien forma el esfínter vesical y una longitudinal externa. La vejiga en el hombre presenta una adventicia en la cara anterolateral mientras que en la parte posterosuperior presenta una serosa (saco rectovesical), en la mujer la cara anterolateral de la vejiga presenta una adventicia, mientras que la cara posterosuperior presenta una serosa (saco vesicouterino). La uretra es una estructura tubular encargada de drenar la orina de la vejiga y eliminarla. En la mujer la uretra mide de 4 a 5 cm. de largo, mientras que en el hombre alcanza entre 15 a 20 cm. En la uretra femenina la mucosa forma pliegues, presenta un epitelio estratificado plano mucoso subyacente al epitelio hay una lámina propia en donde se encuentran las glándulas de Littre secretoras de moco que lubrican el epitelio. La muscular que es gruesa y compuesta por dos capas de músculo liso; una longitudinal interna y una circular media, distalmente al músculo liso en la uretra se encuentra el esfínter de músculo esquelético encargado de controlar la micción. En la uretra masculina, dependiendo de la región varía su epitelio: en la uretra prostática el epitelio es transicional y en ella desembocan los conductos de los glándulas alveolares de la próstata, el utrículo prostático y los conductos eyaculadotes. En la uretra membranosa el epitelio es cilíndrico estratificado, en el diafragma urogenital se presentan haces de músculo esquelético que rodean al epitelio y forman el esfínter uretral externo. En la uretra esponjosa el epitelio es estratificado cilíndrico y cambia abruptamente en la fosa navicular a estratificado plano mucoso. La lámina propia de la uretra masculina es de tejido conectivo laxo con abundantes fibras elásticas y en ella se encuentran las glándulas de Littre cuya mucina lubrica el epitelio uretral. MSc. Sonia González P. 15/11/2015