Fisiologia renal

Els ronyons filtren la sang de l’aparell circulatori i eliminen mitjançant l’orina els residus metabòlics de l’organisme. Algunes de les substàncies eliminades mitjançant l’orina són la urea i l’amoníac, producte de la desaminació dels aminoàcids, l’àcid úric procedent de la metabolització dels àcids nucleics i la creatinina, que procedeix de la fosfocreatina present en les fibres musculars.

La producció d’orina té lloc a través d’un complex sistema que inclou mecanismes de filtració, reabsorció i secreció. Diàriament, els ronyons produeixen uns 180 litres de filtrat glomerular que es concentren en, únicament, 1 o 2 litres d’orina. L’orina baixa contínuament des del ronyó a través dels urèters fins a la bufeta urinària, on s’emmagatzema fins al moment de la seva expulsió a l’exterior a través de la uretra.

A escala microscòpica, el ronyó està format per entre 800.000 i 1.000.000 d’unitats funcionals que reben el nom de nefrones. És en la nefrona on es produeix realment la filtració del plasma sanguini i la formació de l’orina; la nefrona és la unitat bàsica constituent de l’òrgan renal. A cada ronyó hi ha 250 conductes col·lectors, cadascun dels quals recull l’orina de 4.000 nefrones.

L’estructura de la nefrona és complexa, es compon d’un corpuscle renal en comunicació amb un túbul renal (vegeu la figura). El corpuscle renal és una estructura esferoidal, constituïda per la càpsula de Bowman i el cabdell capil·lar contingut en el seu interior o glomèrul. El túbul on s’aboca el filtrat glomerular es divideix en tres parts: túbul contornejat proximal, nansa d’Henle i túbul contornejat distal.

Viquipèdia

La funció de la nefrona està dividida en tres passos fonamentals (vegeu la figura):

1. Filtració: és el primer pas en la producció d’orina, consisteix en què l’aigua, acompanyada per moltes de les substàncies presents en la sang, travessa la llum dels capil·lars del glomèrul renal, i els podòcits que els envolten, per entrar a la càpsula de Bowman i el túbul renal. El volum de filtrat diari és d’uns 180 litres, però el 99% d’aquest líquid és reabsorbit posteriorment i passa de nou a la sang. El procés de filtració és selectiu, de tal manera que les proteïnes de pes molecular mitjà i alt queden retingudes en la sang, mentre que l’aigua i els electròlits passen fàcilment, de manera que es troben en el túbul contornejat proximal a una concentració similar a la de la sang abans que s’iniciï la reabsorció.
2. Reabsorció tubular: és el procés pel qual la major part de l’aigua i moltes de les substàncies dissoltes d’importància per a l’organisme són reincorporades a la sang. Té lloc principalment en els túbuls contornejats proximals, però també a la nansa d’Henle i en els túbuls contornejats distals.
3. Secreció: és el contrari a la reabsorció; en aquesta etapa alguns components sanguinis són eliminats per secreció activa de les cèl·lules dels túbuls renals. Secreció no és sinònim d’excreció; en la secreció s’eliminen activament substàncies a la llum del túbul. Mitjançant un mecanisme de secreció s’eliminen per exemple ions d’hidrogen H+, cosa que contribueix a mantenir el pH de la sang en nivells adequats. També s’elimina per secreció amoni (NH4+) i alguns fàrmacs.

Wikipedia

L’aparell juxtaglomerular és una petita estructura que està situada en cadascuna de les nefrones entre l’arteriola aferent i eferent, al costat del túbul contornejat distal. Està format per les cèl·lules juxtaglomerulars que segreguen renina, les cèl·lules de la màcula densa i les cèl·lules de Goormaghtigh o cèl·lules mesangials extraglomerulars.

A banda, cada nefrona té un sistema de conductes col·lectors. El filtrat glomerular flueix des del túbul contornejat distal de la nefrona al sistema de conductes col·lectors del ronyó. Cada tub col·lector rep com a afluents els túbuls contornejats distals de les nefrones pròximes.

Els tubs col·lectors s’agrupen entre ells donant origen a conductes cada vegada més gruixuts que finalment desemboquen en la papil·la renal, on passen a dir-se conductes de Bellini o conductes papil·lars. En els conductes col·lectors actua l’hormona antidiürètica augmentant la permeabilitat a l’aigua i facilitant la seva reabsorció, concentrant l’orina quan cal.

A la figura podeu veure els diferents elements que componen una nefrona: A. corpuscle renal, B. túbul proximal, C. túbul distal i D. aparell juxtaglomerular; com també:

1. Membrana basal (làmina basal), Càpsula de Bowman (2 i 3)
2. Capa parietal
3. Capa visceral: 3a. Pedicel (podòcits) i 3b. Podòcit
4. Espai de Bowman (o urinari)
5. Mesangi: 5a. Cèl·lula intraglomerular i 5b. Cèl·lula extraglomerular
6. Cèl·lula juxtaglomerular
7. Màcula densa
8. Miòcit (de múscul llis)
9. Arteriola aferent
10. Capil·lars del glomèrul
11. Arteriola eferent

Wikipedia

Els ronyons tenen una funció clau en la regulació de l’homeòstasi, mitjançant els següents mecanismes:

• Regular el volum plasmàtic. Els ronyons tenen la capacitat de mantenir el volum plasmàtic dins d’uns límits desitjables, controlant la concentració de l’orina, estalviant aigua quan és necessari i evitant la deshidratació.
• Regular la composició iònica de la sang. Els ronyons són capaços d’augmentar o disminuir l’eliminació de diversos ions a través de l’orina, entre ells el potassi (K+), sodi (Na+), clor (Cl-), calci (Ca+), i fosfat (HPO4—). Aquesta regulació és de gran importància; petites elevacions o disminucions en els nivells de potassi en sang, per exemple, poden causar trastorns greus en la funció del cor.
• Mantenir l’osmolaritat de la sang. El ronyó regula la pèrdua d’aigua i la concentració d’ions en sang, mantenint d’aquesta forma una osmolaritat constant de la sang. En presència de l’hormona antidiürètica (ADH; també anomenada vasopressina), els conductes col·lectors del ronyó es tornen permeables a l’aigua i faciliten la seva reabsorció, concentrant així l’orina i reduint-ne volum. Inversament, quan l’organisme ha d’eliminar excés d’aigua (per exemple després de beure líquid en excés), la producció d’hormona antidiürètica disminueix i el conducte col·lector es torna menys permeable a l’aigua, fent l’orina diluïda i abundant (vegeu la figura).
• Regular la pressió arterial. El ronyó juga un paper molt important per mantenir estable la pressió arterial mitjançant la secreció de l’hormona renina, que eleva la pressió arterial quan cal.
• Regular l’equilibri àcid-bàsic. El ronyó manté estable el pH de la sang mitjançant un mecanisme pel qual elimina quantitats variables d’ions hidrogen (H+) a través de l’orina, conservant en canvi els ions bicarbonats (HCO₃).

Viquipèdia

A part de produir orina per eliminar substàncies de rebuig i de regular l’homeòstasi, el ronyó també s’encarrega de segregar les següents hormones:

• Produeix eritropoetina, una hormona que estimula la producció de glòbuls vermells de la medul·la òssia.
• Produeix renina, una hormona que regula la pressió arterial. Quan l’aparell juxtaglomerular detecta que hi ha flux plasmàtic renal baix o hipòxia, els ronyons alliberen renina per activar el sistema renina-angiotensina-aldosterona, que genera vasoconstricció perifèrica que augmenta la pressió arterial, garantint, en teoria, més flux renal.
• En el ronyó la vitamina D es transforma en la forma activa o calcitriol, imprescindible per mantenir el calci en els ossos.

La micció reflexa és un procés medul·lar completament automàtic. La seva fisiologia és la següent:

1. A les parets de la bufeta urinària hi ha uns receptors sensorials anomenats receptors d’estirament de la paret vesical que capten la pressió i l’augment del volum de la bufeta. Els més importants són els localitzats al coll vesical.
2. Aquests receptors sensitius provoquen potencials d’acció que es transmeten pels nervis pelvians als segments sacres S-2 i S-3.
3. En aquests nuclis sacres s’originen fibres motores del sistema nerviós parasimpàtic que acaben en cèl·lules ganglionars nervioses localitzades a la paret de la bufeta encarregades d’innervar al múscul detrusor de la bufeta (vegeu la figura).

Aquest arc reflex es repeteix durant uns minuts, cada vegada més, per augmentar la pressió de la bufeta i s’inhibeix conscientment pel cervell si no es produeix la micció. De vegades, el cúmul de reflexos miccionals és tan gran que l’impuls nerviós passa al nervi púdic cap a l’esfínter extern urinari per inhibir-lo. Si aquesta inhibició és més intensa que els senyals conscients voluntaris del cervell, passarà la micció involuntària (incontinència urinària).

Alhora, el control encefàlic de la micció es produeix pels següents mitjans (vegeu la figura):

1. A través de la medul·la espinal, els nuclis encefàlics estimulen els centres parasimpàtics sacres perquè, per mitjà del nervi púdic, relaxin el múscul esfínter extern, quan hi ha desig d’orinar.
2. A més, es produeix contracció abdominal i relaxació del sòl pelvià, que faciliten la micció.
3. Finalment, és de nou a través de la medul·la espinal que els nuclis encefàlics estimulen els centres simpàtics que produeixen la contracció del trígon i de l’esfínter extern, impedint la micció.