Sistema urinario
Definición
El sistema urinario produce, almacena y excreta orina a través de un mecanismo de filtración en el que las moléculas potencialmente dañinas se eliminan del cuerpo. También juega un papel crucial en la homeostasis del agua, el equilibrio de electrolitos y ácido-base, y la producción de glóbulos rojos. El tracto urinario humano está compuesto por dos riñones, dos uréteres, una vejiga, dos esfínteres y una uretra.
¿Cómo funciona el sistema urinario?
El funcionamiento del sistema urinario es relativamente sencillo, aunque las funciones complementarias de los riñones pueden ser complejas.
La sangre se transporta a los riñones a través de la arteria renal. Un sistema de unidades de filtración dentro del riñón regula los niveles de dilución (agua), sales y otras moléculas pequeñas en el filtrado. Cualquier exceso o producto indeseado viaja a través de cada uréter y se deposita en el depósito de la vejiga, mientras que la sangre purificada vuelve a entrar en el sistema circulatorio a través de la vena renal. La orina se almacena en la vejiga hasta que el sistema nervioso urinario libera el contenido a través de la uretra y fuera del cuerpo. El paso de la orina se conoce como micción o micción.
El sistema urinario se divide en el tracto urinario superior e inferior. El primero está formado por los riñones y los uréteres, el segundo por la vejiga y la uretra.
La cantidad de orina que se expulsa depende de varios factores: la relación entre los productos de desecho y el agua, los hábitos alimentarios, los niveles de actividad física, los medicamentos, las comorbilidades y el estado de salud de varios órganos y sistemas del cuerpo.
Función del sistema urinario
La función principal del sistema urinario es filtrar la sangre del exceso de agua, sales y productos de desecho, almacenarlos temporalmente en un depósito y expulsar estos productos del cuerpo de forma intermitente.
Filtración, reabsorción y secreción
Cada riñón contiene aproximadamente un millón de nefronas. Las nefronas juegan un papel crucial en la eliminación de productos de desecho y en el ajuste de las concentraciones de agua, iones y moléculas más pequeñas en la sangre. Un solo riñón contiene suficientes nefronas para filtrar la sangre y producir orina; por esta razón, los trasplantes de riñón pueden utilizar órganos de donantes vivos. Cuando ambos riñones están dañados, los iones, las sales, el agua y las moléculas pequeñas se acumulan en el cuerpo, causando una falla orgánica completa y la muerte si no se tratan. Un riñón no puede generar nuevas nefronas; una vez que se dañan, no se pueden reemplazar.
Una nefrona es un sistema completo dentro de sí mismo con diferentes partes de su estructura situadas en diferentes áreas del riñón. El bucle largo de Henlé (algunas nefronas solo tienen un bucle corto) se puede encontrar en la región central del riñón, la médula. Otras estructuras se encuentran en la corteza renal o en la capa externa. Las nefronas reciben un suministro de sangre a través de una arteriola aferente y devuelven la sangre filtrada a la circulación a través de una arteriola eferente. Estos son dos extremos de un grupo largo y enrevesado de capilares que rodea la nefrona, lo que permite la difusión de agua, iones, sales y otras moléculas. La siguiente imagen muestra el flujo sanguíneo hacia el riñón y la nefrona (en rojo), la producción y excreción de orina (amarillo) y el retorno de productos reabsorbidos y sangre filtrada al sistema circulatorio (azul).
Una nefrona tiene tres funciones: filtración glomerular (de agua y solutos en la sangre), reabsorción tubular (el retorno del agua y las moléculas requeridas a la circulación) y secreción tubular (de desechos o moléculas en exceso, incluida el agua) en un tubo distal. Este líquido secretado se conoce como orina. Cada minuto, las nefronas de ambos riñones filtran aproximadamente 125 ml de sangre. La mayor parte del filtrado se reabsorbe, es decir, en un período de 24 horas se producen alrededor de 180 litros de filtrado, pero solo 1,5 litros de este se excretan en forma de orina. La filtración ocurre dentro del glomérulo, la reabsorción tubular en el túbulo contorneado proximal y la secreción tubularen el túbulo contorneado distal. El asa de Henlé mantiene un gradiente de concentración para que el agua y los iones se reabsorban más fácilmente. En la siguiente imagen, se representa el logro de concentraciones iguales de un soluto en cada lado de una membrana mediante el proceso de difusión. Tanto la ósmosis como la difusión ocurren dentro de las nefronas. La ósmosis es el movimiento del agua, no del soluto, a través de una membrana semipermeable.
Las moléculas reabsorbidas incluyen glucosa, aminoácidos, cloruro de sodio y agua, así como iones de calcio, potasio, hidrógeno y bicarbonato.
Las moléculas secretadas son urea, ácido úrico, creatinina e hidrógeno e iones de potasio. El ácido úrico es un producto del metabolismo nitrogenado, un mecanismo que descompone las proteínas de purina ingeridas. La urea es un subproducto del amoníaco que se forma en el hígado, también a partir de la descomposición de los aminoácidos. El fosfato de creatinina o fosfocreatina es un subproducto de la producción de energía celular cuando el trifosfato de adenosina (ATP) se convierte en difosfato de adenosina (ADP). Para formar otra molécula de ATP, se necesita una molécula de fosfato adicional: fosfato de creatinina. El hígado y los riñones producen fosfato de creatinina y también se puede ingerir de fuentes cárnicas.
Las moléculas más grandes, como las proteínas y la glucosa, generalmente no pueden pasar a la nefrona, sin embargo, en las enfermedades renales y sus síntomas, como la nefropatía diabética o el síndrome nefrótico, los glomérulos de las nefronas se filtran y se pueden encontrar moléculas grandes e incluso células sanguíneas en el ultrafiltrado. (orina). Por esta razón, el contenido de proteínas de la orina a menudo se mide en pacientes de riesgo, como diabéticos y mujeres embarazadas. Una simple tira reactiva de orina indicará los niveles de varias células o moléculas grandes en la orina, incluidos glóbulos blancos, proteínas, cetonas y glucosa.
Transporte y almacenamiento de orina
Las nefronas vacían el producto final (orina o ultrafiltrado) en un sistema de conductos colectores que llevan la orina al uréter. Los uréteres son dos tubos estrechos pero relativamente largos (aproximadamente de 25 a 30 cm) que salen de los riñones y entran en la vejiga urinaria. Las capas de músculos del uréter ayudan a través de la peristalsis, la contracción y relajación involuntarias del músculo liso, a impulsar la orina hacia la vejiga urinaria. La gravedad también juega un papel.
La función de la vejiga urinaria es almacenar y expulsar la orina. Una vez que la orina se transporta a la vejiga, no regresa debido a las fuerzas direccionales de las capas musculares del uréter y los extremos aplanados de los uréteres donde se encuentran el uréter y la vejiga (unión vesicoureteral). Este aplanamiento aumenta a medida que se llena la vejiga, lo que dificulta que la orina regrese a los riñones. Sin embargo, esto puede ocurrir en casos de reflujo vesicoureteral debido a anomalías anatómicas en la posición ureteral en la unión vesicoureteral o en trastornos nerviosos donde la peristalsis y el tono muscular se ven afectados.
Micción
La vejiga humana generalmente almacena alrededor de 300 a 600 ml de orina antes de la micción y está controlada por el centro pontino de la micción del cerebro.
La vejiga de forma triangular es un músculo grande en cuya parte superior los dos uréteres vacían la orina. Debajo de la vejiga, cerca de donde se conecta con una única uretra, se encuentran dos esfínteres circulares: interno y externo. Estos solo se relajan durante la micción y, de lo contrario, evitan que la orina se escape constantemente. El esfínter interno es un músculo involuntario; el esfínter externo es voluntario. La vejiga urinaria está revestida por una mucosa espesa que se pliega cuando la vejiga está vacía, pero se abre a medida que la vejiga se llena y se expande.
Dentro de la pared de la vejiga se encuentran las células receptoras de estiramiento. Cuando la vejiga se llena a unos 250 ml, los pliegues de la mucosa se abren y estimulan estos receptores de estiramiento. Envían señales al centro pontino de la micción del cerebro. El cerebro responde relajando el esfínter uretral interno. El esfínter uretral externo permanece cerrado hasta que la persona en cuestión opta por orinar, aunque en bebés, ancianos y personas con trastornos de los nervios motores o sensoriales, como los que padecen esclerosis múltiple, esta no siempre es una acción voluntaria.
Tras la relajación del esfínter externo voluntario, la orina de la vejiga fluye a través de la uretra y se expulsa del cuerpo. La siguiente imagen muestra las etapas de la micción y los músculos involucrados, a saber, el músculo detrusor de la vejiga urinaria, el esfínter uretral interno y el músculo del piso pélvico que rodea el esfínter externo.
Órganos del sistema urinario y estructuras del sistema urinario
Los principales órganos del sistema urinario y otras estructuras del sistema urinario son los riñones, la vejiga, los uréteres y la uretra. Estos forman un ambiente estéril que está protegido contra el mundo exterior no estéril, proporcionan las fuerzas necesarias para expulsar la orina a través de una serie de órganos y responden a la estimulación nerviosa sensible, involuntaria y voluntaria.
Riñones
Los riñones están ubicados justo debajo de las costillas y cerca de la mitad de la espalda. Tienen múltiples funciones. El riñón crea un equilibrio en la cantidad de agua y electrolitos en el sistema circulatorio del cuerpo, elimina los productos de desecho (incluidos los medicamentos) del cuerpo, controla la presión arterial a través de la liberación de hormonas (RAAS), regula la producción de glóbulos rojos y los niveles subsiguientes de oxigenación de los tejidos (eritropoyetina) y aumenta la masa ósea mediante la regulación del calcio y el fósforo.
La homeostasis es un mecanismo automatizado mediante el cual se estabilizan las concentraciones de sustancias químicas y fluidos dentro de los sistemas biológicos de un organismo. Los riñones contribuyen enormemente a la homeostasis, manteniendo los volúmenes de líquido extracelular, la acidez y alcalinidad (pH), las concentraciones osmóticas (concentración de moléculas de soluto en una solución ) y excretando productos potencialmente dañinos o moléculas en exceso que pueden alterar la homeostasis natural.
Uréteres
El sistema urinario incluye dos uréteres que se extienden desde el riñón hasta la vejiga. La peristalsis y la gravedad llevan la orina a lo largo de estos tubos estrechos, huecos y de capas gruesas. Debido a que las áreas huecas son estrechas, los uréteres pueden bloquearse con desechos como cristales de sal que se han pegado para crear cálculos urinarios. El bloqueo completo en un tubo provoca altas presiones y acumulación de orina en el riñón adherido y requiere una cirugía de emergencia antes de que se produzca un daño permanente. Alternativamente, el reflujo o el retorno de la orina a los uréteres pueden causar infección y presiones peligrosamente altas dentro de los riñones.
Vejiga
La vejiga se mantiene en su lugar mediante una serie de ligamentos externos. Su función principal es la de depósito de orina. La vejiga se expande a medida que se llena debido a su capa gruesa de epitelio de transición. Las células de esta capa pueden estirarse y cambiar de forma, lo que permite que la vejiga retenga cantidades cada vez mayores de orina. Dos músculos del esfínter impiden que la orina salga continuamente de la vejiga. Cuando este mecanismo no funciona correctamente, el resultado es la incontinencia. El sistema nervioso urinario proporciona las señales para el vaciado de la vejiga y depende de las señales enviadas desde las células receptoras de estiramiento dentro de la pared de la vejiga. La siguiente imagen muestra los circuitos neurales involucrados en la micción.
Uretra
Las longitudes de la uretra difieren en los sistemas urinarios masculinos y femeninos. La uretra masculina comparativamente larga que va desde la parte inferior de la vejiga hasta el meato uretral externo del pene tiene aproximadamente 20 cm de longitud.
La uretra de la hembra humana mide solo unos 4 cm de longitud. Esta corta duración es la razón por la cual las mujeres son más susceptibles a las infecciones del tracto urinario que los hombres. La siguiente imagen muestra el cateterismo urinario en sujetos masculinos y femeninos. Tenga en cuenta la longitud significativamente más larga del catéter masculino en comparación con el de la mujer.
La uretra única permite que la orina pase fuera del cuerpo una vez que el cerebro ha liberado el esfínter interno involuntario y la persona en cuestión ha liberado voluntariamente el esfínter externo. No se produce peristaltismo en la uretra: el paso de la orina al mundo exterior está controlado por una combinación de la presión de la orina en la vejiga, el tono muscular y la gravedad.
Enfermedades del sistema urinario
Existe una gran cantidad de enfermedades del sistema urinario, desde infecciones hasta cáncer. Algunos de los más comunes se enumeran a continuación.
Urolitiasis
La mayoría de los cálculos renales son pequeños y simplemente pasan a través del sistema urinario sin ser notados. Es más probable que los cálculos más grandes se alojen en las aberturas estrechas de cualquiera de los uréteres. Los bajos volúmenes de orina y las altas concentraciones de sal en la orina contribuyen a la formación de cálculos. Las piedras se forman mediante la cristalización de sales. La presencia de cálculos en el sistema urinario se conoce como urolitiasis.
Esquistosomiasis urinaria
Los gusanos planos parásitos llamados Schistosoma son la causa de la esquistosomiasis urinaria o fiebre de los caracoles y son la causa de una enfermedad tropical extremadamente común. Los síntomas se desarrollan después de que los adultos han puesto huevos e incluyen fiebre, escalofríos, tos y dolor muscular. Las formas crónicas se presentan con síntomas mucho más tarde con el potencial de ascitis, sangre en la orina, problemas respiratorios y debilidad general. También es posible experimentar convulsiones, parálisis y cambios en el comportamiento y el estado mental en la esquistosomiasis crónica no tratada.
Síndrome nefrótico
El síndrome nefrótico no es una enfermedad en sí misma, sino el resultado de una amplia gama de enfermedades renales. Los principales síntomas del síndrome nefrótico son retención de líquidos (edema) en las extremidades inferiores y la cara, orina espumosa causada por altos niveles de proteínas, fatiga y pérdida de apetito. La retención de líquidos también provoca un aumento de peso significativo. Cualquiera de las enfermedades renales enumeradas aquí tiene el potencial de causar síndrome nefrótico si el sistema de filtrado de las nefronas se daña y permite que moléculas grandes, principalmente una proteína que se encuentra en la sangre llamada albúmina, pasen al ultrafiltrado. Los tratamientos de este síndrome deben controlar las causas subyacentes y no solo los síntomas.
Infecciones del tracto urinario
Las infecciones del tracto urinario superior (ITU) involucran síntomas como fiebre alta, escalofríos, vómitos y dolor en la zona lumbar. Las infecciones del tracto urinario inferior causan micción frecuente, urgente o irregular, dolor por encima del pubis (dolor suprapúbico) y, a veces, rastros de sangre en la orina. La principal causa de ambos tipos de infección es la bacteria E. coli, que se transfiere al tracto urinario a través del ano.
Enfermedad renal crónica e insuficiencia renal crónica
La enfermedad renal crónica (ERC) puede heredarse, como en la enfermedad renal poliquística autosómica dominante (PQRAD), ser el resultado a largo plazo de una infección renal aguda o un traumatismo, o ocurrir a través de un proceso en el que el daño al sistema urinario se produce durante muchos años. años. Aproximadamente el 70% de los pacientes con ERC son diabéticos, pacientes con hipertensión o pacientes que presentan aterosclerosis. Estas tres enfermedades suelen ser comórbidas. Con el tiempo, la función de las nefronas se reduce a través de altos niveles de moléculas más grandes que pasan a través de las nefronas, desequilibrios hormonales o degeneración del sistema nervioso. Todos estos escenarios son causados por un bajo suministro de oxígeno o hipoxia.
Cuando ambos riñones ya no pueden funcionar, el resultado es una insuficiencia renal crónica. En estos casos, la diálisis a través del peritoneo de la cavidad abdominal o del sistema circulatorio (hemodiálisis) debe asumir todas las funciones de los riñones.
Lesión renal aguda
Cuando las enfermedades a largo plazo no son la causa de la degeneración renal, el traumatismo o la enfermedad a corto plazo pueden provocar una lesión renal aguda (LRA), también conocida como insuficiencia renal aguda. Las nefronas se dañan por una disminución repentina del suministro de sangre debido a la hipovolemia. Esto incluso puede ser el resultado de vómitos excesivos o diarrea prolongada. Los síntomas incluyen poca cantidad de orina, hinchazón en las extremidades inferiores, fatiga, dificultad para respirar, confusión, náuseas y dolor en el pecho. Si no se trata, la AKI puede provocar convulsiones y la muerte. El tratamiento inmediato es obligatorio, cuando la recuperación de una lesión o enfermedad (o ambas) permite restaurar el volumen de sangre. A veces es necesaria la hemodiálisis a corto plazo para asumir el papel de los riñones hasta que el paciente se haya estabilizado.
Nefropatía diabética
Cuando no se trata o se maneja mal, la diabetes causa altos niveles de glucosa en la sangre, lo que le da una consistencia almibarada. Con el tiempo, los niveles altos de glucosa dañan las nefronas y comienzan a filtrar proteínas a la orina. Los afroamericanos diabéticos y las poblaciones hispanas son particularmente susceptibles a la enfermedad renal causada por la diabetes tipo 2 o tipo 1.
Hiperplasia prostática benigna
La forma no maligna de agrandamiento de la próstata afecta a los hombres de edad avanzada. Los urólogos coinciden en que todos los hombres a partir de los sesenta años tienen algún grado de agrandamiento de la próstata. Si bien esta no es una enfermedad potencialmente mortal, el agrandamiento de la próstata puede presionar contra la uretra y estrecharla, provocando micción frecuente, un chorro de orina débil e incontinencia. El tratamiento incluye relajantes musculares o medicamentos para contraer la próstata o la extirpación de la próstata en un procedimiento quirúrgico.
