El Sistema Urinario y la Homeostasis
Funciones de nutrición: Intercambio de materia y energía con el medio ambiente
- Alimentación (digestión)
- Respiración
- Circulación
- Excreción
Relación entre excreción y homeostasis
La excreción es un proceso fundamental para la homeostasis, donde varios órganos trabajan en conjunto para eliminar sustancias de desecho del cuerpo. Algunos ejemplos son:
- Los pulmones, que eliminan CO2 y H2O (vapor de agua).
- La piel, que elimina agua y sales (transpiración).
- Los riñones, que eliminan desechos nitrogenados como la urea a través de la orina.
El órgano más complejo para la eliminación de desechos nitrogenados es el riñón, que forma parte del sistema urinario.
Órganos del sistema urinario:
- Riñones
- Uréteres
- Vejiga
- Uretra
Funciones del sistema urinario:
- Regula la concentración interna de iones: calcio, fósforo, potasio y cloruro.
- Regula la acidez de la sangre.
- Mantiene el balance hídrico (agua corporal).
- Regula la presión con la que la sangre circula por los vasos sanguíneos.
- Controla los niveles de glucosa en sangre.
- Elimina los desechos nitrogenados en la orina.
Estructura y Función del Riñón
Estructura del riñón
El riñón se divide en pirámides. Atravesando estas pirámides se encuentra el nefron, la unidad anatómica y funcional del riñón. El nefron está compuesto por:
- Cápsula de Bowman: contiene el glomérulo, un ovillo de capilares donde se filtra la sangre.
- Túbulos renales: compuestos por el túbulo contorneado proximal, el asa de Henle y el túbulo contorneado distal. Varios túbulos distales de distintos nefrones se unen en un tubo colector que dirige la orina formada hacia el punto central del riñón.
Proceso de formación de la orina
La formación de la orina se lleva a cabo en tres etapas principales:
1ª etapa: Filtración glomerular
La sangre ingresa al glomérulo por la arteria aferente a presión elevada. Las sustancias disueltas en el plasma atraviesan las paredes de los capilares y llegan a la cápsula de Bowman. Las macromoléculas (como la hemoglobina y las proteínas) quedan retenidas en la sangre, mientras que el agua, los desechos (como la urea) y moléculas pequeñas (glucosa, vitaminas, aminoácidos, etc.) pasan a la cápsula de Bowman.
2ª etapa: Reabsorción tubular
El producto filtrado en el glomérulo pasa por el túbulo contorneado proximal, luego al asa de Henle, después al túbulo contorneado distal y de ahí al tubo colector. En este recorrido se produce la reabsorción de moléculas útiles como la glucosa, los aminoácidos y diversos iones, que regresan a la circulación general. También se reabsorbe agua para equilibrar la concentración de iones.
3ª etapa: Secreción tubular
Los iones que estén en exceso y fármacos que se encuentren en los túbulos pasan al líquido filtrado. Por medio de la secreción se liberan las sustancias que estén en exceso o que puedan ser perjudiciales. Por ejemplo, la urea y el amoníaco son desechos producto de la degradación de aminoácidos y proteínas.
El resultado final es un volumen de líquido de aproximadamente el 1% de lo que se filtró en el glomérulo, con una composición muy distinta a la del plasma. Finalmente, los conductos colectores se unen y llevan la orina a la pelvis renal, desde donde desciende a la vejiga a través del uréter.
Control Nervioso y Endocrino de la Función Renal
Este proceso de formación de la orina está controlado por los sistemas nervioso y endocrino para mantener la homeostasis del organismo. Según la concentración de solutos (sales) y de solventes (agua) que haya en el cuerpo, se llevarán a cabo mecanismos para mantener el equilibrio. Por ejemplo, una persona que come mucha sal y toma poca agua, va a excretar poco volumen de orina y muy concentrada. En caso contrario, va a excretar mucho volumen de orina diluida.
La concentración y el volumen de la orina están regulados por el hipotálamo (parte del sistema nervioso, ubicado en la base del cerebro) y por la glándula maestra del sistema endocrino: la hipófisis.
El 10% del agua que se reabsorbe depende de la hormona antidiurética (ADH), también llamada vasopresina. Esta hormona es producida en el hipotálamo y actúa en los túbulos colectores, aumentando la permeabilidad al agua y determinando la concentración de la orina. Con la presencia de ADH, los túbulos pueden cuadruplicar la reabsorción de agua.
Se puede regular la reabsorción de agua en la orina a través de fármacos llamados diuréticos, que disminuyen la reabsorción de agua en el riñón, por lo que se puede eliminar en mayor cantidad. En personas con hipertensión arterial, esto es importante para reducir el volumen sanguíneo.
Las Acuaporinas: Proteínas Clave en la Reabsorción de Agua
Las acuaporinas son proteínas que funcionan como poros para el agua. Estas proteínas se encuentran en los riñones, el cristalino del ojo y los glóbulos rojos, y existen 12 variantes. En los riñones, las acuaporinas son las encargadas de la reabsorción de más del 80% del agua, devolviéndola a la circulación.
La deficiencia en la producción de acuaporinas produce una enfermedad llamada diabetes insípida, caracterizada por problemas en la absorción de agua.