¿Qué hace el riñón?

Seguramente recuerdas que en el colegio te explicaron el sistema excretor, encargado de eliminar a través de la orina los compuestos de desecho generados por el resto del cuerpo. Este sistema está formado por los riñones, los uréteres, la vejiga y la uretra y es de los primeros de los que hablaremos en esta entrada.

Los riñones son dos órganos con forma de alubia que se encuentran situados a ambos lados de la columna vertebral, en la parte posterior del abdomen, es decir, debajo de las costillas y más cerca de tu espalda que de tu barriga. Estos dos órganos tienen funciones muy importantes: la función excretora de la que nos hablan en el colegio, pero además tiene funciones metabólicas y funciones endocrinas.

En primer lugar, vamos a hablar de la función excretora. Como ya sabrás, los riñones se encargan de filtrar la sangre y eliminar productos metabólicos y sustancias extrañas a través de la orina, pero también se encarga de regular el equilibrio hidroeléctrico (la concentración de iones en sangre) y el equilibrio ácido-base (la concentración de protones en sangre). Todas estas funciones las lleva a cabo a nivel de la nefrona, la unidad anatómica y funcional del riñón. La nefrona está formada por el corpúsculo renal, los túbulos y los capilares. 

Un riñón puede tener más de un millón de nefronas. Cada una de estas nefronas interviene en la filtración de la sangre, y el filtrado va a recorrer toda la nefrona, vertiéndose al tubo colector, que es como el desagüe al que vierten varias nefronas. Estos tubos colectores van a ir convergiendo hasta formar la pelvis renal y llevar el filtrado a los uréteres. De los uréteres, este filtrado va a la vejiga, donde se acumula hasta que hay una cantidad suficiente que nos obliga a ir al baño y expulsar la orina por la uretra. Vamos a ver más en detalle cómo se da este proceso de filtración en la nefrona:

La nefrona en realidad es un tubo ciego un poquito deformado y los vasos sanguíneos que lo rodean. En el extremo ciego del tubo, encontramos la cápsula de Bowman, una invaginación que rodea a un ovillo de capilares, con los que están en estrecho contacto. Este ovillo de capilares se denomina glomérulo, y junto con la cápsula de Bowman forman lo que se denomina corpúsculo renal, donde se va a dar la filtración. Los capilares, de forma general, están formados por una única capa de células, pero en el glomérulo, esta capa de células no es continua, sino que la pared del vaso presenta unos pequeños agujeritos, como pequeñas ventanas, llamados fenestraciones por el que puede salir muchos componentes de la sangre. Por su parte, la pared de la cápsula de Bowman está formada por unas células que se llaman podocitos, que presentan prolongaciones, como los tentáculos de un pulpo, con las que contactan con los podocitos adyacentes, formando una malla. Así, se forma un filtro que va a determinar qué moléculas o partículas de la sangre van a poder pasar al interior del tubo, por ejemplo glucosa, iones, amonio, urea, aminoácidos, incluso algunas proteínas pequeñas, mientras que las proteínas grandes y las células sanguíneas no deberían poder atravesar este filtro.

Imágenes de microscopía electrónica de barrido de un glomérulo (a), las fenestraciones de un capilar del glomérulo vistas desde el interior (A1) y de los podocitos que rodean los capilares (B1). Fuente: (a) Notoya et al, 2003. (A1 y B1) Odaka et al, 2017.

Pero para que se dé el correcto filtrado de la sangre no solo es necesario un filtro, sino también es necesaria una fuerza. La fuerza que impulsa la filtración es una diferencia de presión entre la arteriola aferente y el interior de la cápsula de Bowman. Esta presión tiene dos componentes: la presión hidrostática (la que ejerce el volumen total de sangre que pasa por el glomérulo) y la presión oncótica (la que ejercen los solutos de la sangre, principalmente proteínas como la albúmina). La presión hidrostática va a impulsar el movimiento del plasma desde el capilar hacia la cápsula de Bowman, y con él saldrán todos los componentes sanguíneos que puedan pasar por el filtro: la glucosa, los iones, proteínas pequeñas como la mioglobina... En cambio, la presión oncótica va a atraer agua hacia los capilares, para equilibrar la concentración de las proteínas sanguíneas, de modo que va a provocar la reabsorción, que se da en las siguientes estructuras de la nefrona.

Todo lo que se ha filtrado en el corpúsculo renal va avanzando hacia los túbulos, pasando por el túbulo contorneado proximal (el que está más cerca del corpúsculo), el asa de Henle y por último el túbulo contorneado distal, y se vierte al tubo colector. En el corpúsculo renal salen de la sangre todos los compuestos más pequeños que el tamaño de los poros del filtro, pero no todos estos componentes tienen que ser eliminados, por lo que en los túbulos, la nefrona modifica un poco la composición del filtrado.

El riñón es un órgano muy ahorrador, y en el tubo contorneado proximal va a recuperar del filtrado todos estos componentes que son útiles, como la glucosa, el sodio, los aminoácidos y las proteínas pequeñas. Estos son compuestos que nos cuesta mucho conseguir, por lo que no podemos permitir perderlos así a la ligera, y la nefrona va a consumir energía si es necesario para poder recuperarlos. Además, debido a la presión oncótica, que es más alta ahora que al inicio del proceso de filtración, el riñón va a reabsorber agua y otros componentes como urea o potasio.

En el asa de Henle, el riñón va a seguir concentrando la orina al reabsorber agua, así como en el túbulo contorneado distal y en el tubo colector, pero en estos dos últimos tubos lo va a hacer por transporte activo y bajo las órdenes de la aldosterona y la hormona antidiurética. Estas dos hormonas van a controlar la presión sanguínea por medio de la reabsorción de agua en el riñón. Además, en el túbulo contorneado distal y en el tubo colector, también por órdenes de la aldosterona, se van a excretar protones, para mantener constante el pH de la sangre), además de potasio y algunos fármacos. 

Así se da la formación de la orina, y al final obtenemos una disolución que contiene compuestos de desecho del metabolismo, como urea, iones amonio, ácido úrico, creatinina y algunos aminoácidos, así como compuestos tóxicos y fármacos y electrolitos como sodio, potasio o protones. Estos últimos hacen que la orina sea ligeramente ácida. Si los riñones no funcionan correctamente, veremos que estos productos se acumulan en la sangre.

 En cuanto a sus funciones metabólicas, interviene en el metabolismo de la vitamina D. Como mencionamos en El superhéroe de tu cuerpo, el hígado interviene en la activación de la vitamina D, pero no puede hacerlo él solo, sino que el último paso de esta activación se lleva a cabo en el riñón. Así, el 25-hidroxicolecalciferol que se había activado en el hígado, llega al riñón, donde se activa completamente a calcitriol, la forma activa de la vitamina D. Esta molécula regula la concentración de calcio en sangre al favorecer la absorción en el intestino.

Además de todo esto, el riñón tiene una función endocrina, lleva a cabo la síntesis de dos hormonas: la eritropoyetina y la renina. La eritropoyetina es una proteína que va a estimular la formación y maduración de los glóbulos rojos, proceso que se llama eritropoyesis, y por esto algunos deportistas se dopan con este compuesto, para tener más glóbulos rojos que transporten oxígeno y poder rendir más en las competiciones. La renina, por otro lado, interviene en la regulación de la presión arterial al promover una serie de pasos que van a llevar a la liberación de aldosterona.

Fuentes de las imágenes:

Notoya, M., Shinosaki, T., Kobayashi, T., Sakai, T., Kurihara, H. 2003. Intussusceptive capillary growth is required for glomerular repair in rat Thy-1.1 nephritis. Kidney International, 66: 1365-1373.

Okada, H., Takemura, G., Suzuki, K,. Oda, K., Takada, C., Hotta, Y., Miyazaki, N., Tsujimoto, A., Muraki, I., Ando, Y., Zaikokuji, R., Matsumoto, A., Kitagaki, H., Tamaoki, Y., Usui, T., Doi, T., Yoshida, T., Yoshida, S., Ushikoshi, H., Ogura, S. 2017. Three-dimensional ultrastructure of capillary endothelial glycocalyx under normal and experimental endotoxemic conditions. Critical Care. 21: 261-271.