Nefrón

Os nefróns^[1][2] (do grego νεφρός nefros 'ril') son as unidades funcionais básicas dos riles. Trátase de túbulos que realizan a filtración e reabsorción do plasma sanguíneo para formar a urina. Os nefróns e os vasos sanguíneos que os rodean forman a maior parte do interior dos riles. Nun ril humano hai de 800.000 a 1,5 millóns de nefróns.^[3] A principal misión dos nefróns é regular a concentración de auga e substancias solubles como sales de sodio e outros filtrando o sangue e reabsorbendo as substancias que se necesitan e excretando o resto como urina. Os nefróns eliminan os produtos residuais do corpo, regulan o volume sanguíneo e a presión arterial, controlan os niveis de electrólitos (ións disoltos) e de metabolitos, e regulan o pH sanguíneo. A función renal depende deles, polo que son básicos para a vida e están regulados polo sistema endócrino por medio de hormonas como a hormona antidiurética, aldosterona, e hormona paratiroide.^[4]

Un nefrón está composto por un compoñente filtrador inicial chamado corpúsculo renal, que se continúa cun túbulo especializado na reabsorción e secreción, chamado túbulo renal. O corpúsculo renal filtra auga e solutos do sangue, que pasan ao túbulo renal, onde a composición do filtrado sofre un cambio e reabsórbese a maior parte. O túbulo renal desemboca no túbulo colector.

Existen dous tipos xerais de nefróns: nefróns corticais e nefróns xustamedulares, que se distinguen pola lonxitude da súa asa de Henle e localización do seu corpúsculo renal (parte inicial). O ril presenta unha parte máis externa ou córtex e outra máis interna ou medula renal. Todos os nefróns teñen os seus corpúsculos renais no córtex renal. Os nefróns corticais teñen as súas asas de Henle na medula renal preto da súa unión co córtex renal, entanto que as asas de Henle dos nefróns xustamedulares está localizada profundamente na medula renal. As xustaglomerulares denomínanse así porque o seu corpúsculo renal está localizado preto da medula renal, pero aínda no córtex. As corticais poden ter o seu corpúsculo moi superficial no córtex ou a unha altura media do córtex.

A maioría dos nefróns son corticais. Os nefróns corticais teñen asas de Henle máis curtas comparadas cos nefróns xustamedulares. A longa asa de Henle das xustamedulares crea un gradiente osmótico que permite a formación dunha urina concentrada.^[5]

O corpúsculo renal ou corpúsculo de Malpighio é a parte inicial do nefrón. Está composto por un glomérulo de capilares sanguíneos e unha cápsula de Bowman que o rodea. O corpúsculo é o compoñente inicial filtrador do nefrón. A maior parte dos compoñentes do plasma sanguíneo do sangue dos capilares do glomérulo poden pasar á cápsula de Bowman, e só as proteínas sanguíneas quedan no sangue. As células sanguíneas tampouco pasan ao filtrado.^[6]

O glomérulo é un novelo de capilares que recibe sangue dunha arteríola. A presión sanguínea glomerular proporciona a forza que impulsa á auga e solutos a filtrarse cara ao interior da cápsula de Bowman. Só aproximadamente 1/5 de todo o plasma que pasa a través do ril é filtrado a través da parede glomerular á cápsula de Bowman. O resto do sangue (o non filtrado) pasa a unha arteríola eferente que sae do glomérulo. O diámetro da arteríola eferente é comparativamente menor ca o da arteríola aferente. O sangue pasa despois aos capilares peritubulares do córtex e aos "vasos rectos", que se encontran nos nefróns xustaglomerulares. Os vasos rectos son capilares colectores entrelazados cos túbulos contornados a través dos espazos intersticiais, nos cales entran as substancias que se reabsorben nos túbulos renais. O sangue dos vasos rectos pasa a un sistema de veas e reincorpórase á vea renal e á circulación sanguínea xeral.^[7] O sistema nervioso simpático e certas hormonas poden regular o diámetro da arteríola aferente, afectando á taxa de filtración glomerular.

Nos intersticios que quedan entre as células endoteliais dos capilares do glomérulo hai células mesanxiais intraglomerulares. Non forman parte da barreira de filtración pero son pericitos especializados que participan indirectamente na filtración ao contraeren e reduciren a área superficial do glomerulo, e, por tanto, a taxa de filtración, en resposta principalmente ao estiramento.

A cápsula de Bowman, tamén chamada cápsula glomerular, rodea o glomérulo. Está composta por unha capa interna visceral formada por células especializadas chamadas podocitos (que teñen unhas prolongacións celulares especiais), e unha capa externa parietal composta por unha capa simple de células planas chamada epitelio simple escamoso. Os fluídos do sangue glomerular fíltranse a través da capa visceral de podocitos e deben atravesar a barreira de filtración. A barreira de filtración está composta polo endotelio fenestrado dos capilares do glomérulo, a lámina basal das células endoteliais e podocitos, e as fendas de filtración dos podocitos. A barreira permite o paso de auga, ións, e pequenas moléculas do sangue ao espazo interno da cápsula de Bowman. A barreira impide o paso de proteínas grandes ou cargadas negativamente como a albumina. A lámina basal da barreira de filtración está composta de tres capas. Consiste nunha malla de coláxeno de tipo IV e laminina, que actúa como un filtro macromolecular.^[8] O filtrado que pasa ao espazo interno da cápsula de Bowman chámase filtrado glomerular. Todos os nefróns xuntos dos dous riles teñen normalmente unha intensidade de filtración glomerular de aproximadamente 125 mL/min.^[6]

O túbulo renal é a porción do nefrón polo que circula o fluído filtrado a través do glomérulo na cápsula de Bowman.^[9] Ao longo do túbulo prodúcese a reabsorción neta do filtrado e a secreción de sales. O filtrado continúa ata un túbulo colector, que leva o filtrado cara á pelve renal.

Os compoñentes do túbulo renal son: túbulo contornado proximal, asa de Henle e túbulo contornado distal.

O túbulo contornado proximal está situado no córtex renal e revestido por un epitelio cuboidal simple cun bordo en cepillo de microvilli na cara luminal, que incrementa moito a área de absorción, con mitocondrias, que fornecen enerxía para o transporte activo de sodio, e con interdixitacións laterais coas células veciñas. O túbulo proximal pode ser dividido nunha parte inicial contornada (cun trazado con moitas curvas) e nunha parte final máis recta e descendente.^[10] O fluído do filtrado que entra no túbulo contornado proximal é reabsorbido cara aos capilares peritubulares que o rodean, nunha proporción de 2/3 dos sales e auga filtrados e todos os compostos orgánicos filtrados (principalmente glicosa e aminoácidos).^[11] O túbulo proximal regula o pH do filtrado intercambiando ións hidróxeno do intersticio con ións bicarbonato do filtrado; ademais é responsable da secreción de ácidos orgánicos como creatinina ao filtrado. A reabsorción está impulsada polo transportre de sodio desde o filtrado ao sangue dos capilares pola ATPase de Na⁺/K⁺ na membrana basolateral das células epiteliais. Ao reabsorberse ión sodio reabsórbese tamén auga. A glicosa, aminoácidos, fosfato inorgánico, e algúns outros solutos son reabsorbidos na súa totalidade por medio dun transporte activo secundario a través de canles de cotransporte impulsados polo gradiente de sodio. Reabsórbese tamén aproximadamente o 60 % do ión potasio e o 50 % da urea. No túbulo proximal tamén se segregan algunhas substancias como o amonio e certos medicamentos.

A asa de Henle é un tubo con forma de U situado na medula renal. Consta das seguintes partes:

• Rama descendente da asa de Henle. Delgada.
• Rama ascendente da asa de Henle. Esta rama está dividida en dous segmentos:
  • Rama ascendente delgada da asa de Henle. É a parte inferior do brazo ascendente da asa de Henle. É moi delgada e está revestida por un epitelio escamoso simple. Continúase coa rama grosa.
  • Rama ascendente grosa da asa de Henle. É a parte superior ou distal da rama ascendente. É de maior diámetro ca a anterior e está revestida de epitelio cuboidal simple. Entra no córtex e continúase co túbulo contornado distal.

A asa de Henle recibe na zona do córtex o filtrado do túbulo contornado proximal e acaba no distal. A súa función principal é concentrar os sales no intersticio que rodea á asa. O brazo descendente da asa é permeable á auga e menos impermeable ao sal e bastante impermeable á urea, e só contribúen indirectamente á concentración do intersticio. A medida que o filtrado descende no intersticio hipertónico da medula renal, a auga sae fóra do brazo descendente por osmose ata que se equilibran a tonicidade (concentración) do filtrado e do intersticio. Os brazos descendentes da asa máis longos dalgúns nefróns danlle máis tempo á auga a saír fóra do filtrado tubular, polo que orixinan un filtrado tubular máis hipertónico.

Polo contrario, o brazo ascendente da asa de Henle é impermeable á auga, algo que é fundamental no mecanismo de intercambio contracorrente utilizado na asa. O brazo ascendente bombea activamente Na⁺ desde o filtrado tubular cara ao intersticio, xerando o intersticio hipertónico que xera o intercambio contracorrente.^[12] Ao pasar polo brazo ascendente, o filtrado aumenta a súa hipotonicidade, xa que perdeu moito do seu contido en Na⁺. Este filtrado tubular hipotónico pasa ao túbulo contornado distal no córtex renal. En conxunto reabsórbese sodio (Na⁺), potasio (K⁺) e cloruro (Cl^-) desde o filtrado tubular por transporte pasivo polo simporte Na-K-2Cl (NKCC2). O gradiente eléctrico e de concentración impulsa máis reabsorción e Na⁺, e doutros catións como magnesio (Mg²⁺) e calcio (Ca²⁺).

A velocidade do fluxo de fluídos a través da asa de Henle considérase lento e igualmente o fluxo de sangue nos vasos rectos. O incremento da velocidade de fluxo nos vasos rectos arrastra rapidamente os metabolitos e causa que a medula renal perda a súa osmolaridade, polo que comprometería o funcionamento dos nefróns.

O túbulo contornado distal . Tortuoso. Desemboca nun túbulo colector. O túbulo contornado distal está revestido de células con numerosas mitocondrias que producen enerxía (ATP) para poñer en funcionamento o transporte activo que ten lugar alí, pero non teñen microvilli. Gran parte do transporte iónico que ten lugar no túbulo contornado distal está regulado polo sistema endócrino. En presenza da hormona paratiroide, o túbulo contornado distal reabsorbe máis calcio e excreta máis fosfato. Cando está presente a aldosterona, reabsórbese máis sodio e excrétase máis potasio. O péptido natriurético auricular causa unha maior excreción de sodio. Ademais, o túbulo tamén secreta H⁺ e amonio para regular o pH.

Na súa superficie luminal as células do túbulo contornado distal teñen un cotransportador de Na-Cl (sensible ao diurético tiazida^[13]) e son permeables ao calcio pola canle TRPV5. Na membrana basolateral teñen unha bomba de antiporte de Na/K dependente do ATP (produce un gradiente que permite que o Na sexa absorbido na superficie luminal e de que saia Ca cara ao sangue), un transportador de Na/Ca activo secundario, e un transportador de Ca dependente do ATP.

Unha vez que o filtrado percorreu toda a lonxitude do túbulo contornado distal, xa se reabsorbeu a maior parte da auga, e o contido que queda de sodio é desprezable.

Neles desemboca o filtrado do túbulo contornado distal do nefrón, que conducirán ata o uréter. O sistema de condutos colectores empeza no córtex renal e esténdese pola medula ata chegar á pelve renal. O conduto atravesa o intersticio medular, que ten unha alta concentración de sodio como resultado do sistema multiplicador contracorrente creado pola asa de Henle. A urina sofre a súa transformación final a medida que circula polo conduto, xa que este sistema inflúe no equilibrio corporal de electrólitos e auga. A parte inicial do sistema é o túbulo conector, e varios túbulos conectores de varios nefróns únense formando os condutos colectores do córtex, que dan paso aos da medula. Nos condutos colectores atopamos os seguintes tipos de células: célula principal do conduto colector (con canles para o sodio e o potasio; expresan acuaporinas en presenza da ADH), células intersticiais alfa e beta (interveñen na homeostase ácido-base), célula do túbulo conector (só no túbulo conector) e célula do conduto colector medular interno (só nesa porción).

Aínda que o conduto colector é normalmente impermeable á auga, faise permeable en presenza de hormona antidiurética (ADH). A ADH afecta á función das acuaporinas, o que ten como resultado a reabsorción de moléculas de auga a medida que pasa a través do conduto colector. As acuaporinas son proteínas de membrana que conducen selectivamente moléculas de auga á vez que impiden o paso de ións e outros solutos. Ata as 3/4 partes da auga da urina poden ser reabsorbidas por osmose no conduto colector. Así os niveis de ADH determinan se a urina será concentrada ou diluída. Un incremento de ADH é un indicativo de deshidratación corporal.^[14]

As porcións inferiores do conduto son tamén permeables á urea, e permiten que parte da urea pase á medula renal, para que manteña así a súa alta concentración molar necesaria para o funcionamento do nefrón.

Os condutos acaban na papila renal, desde onde a urina se verte nos cálices renais da pelve renal e pasa ao uréter.^[7]

Como os sistema de condutos colectores (excepto o túbulo conector inicial) ten unha orixe distinta da dos nefróns durante o desenvolvemento dos órganos urinarios e reprodutores, os condutos colectores ás veces non se consideran parte do nefrón. O nefrón orixínase do blastema metanefroxénico, e os condutos colectores do botón uretérico.^{[Cómpre referencia]}

O aparato xustaglomerular é unha rexión especializada do nefrón responsable da produción e secreción do encima renina, que intevén no sistema renina-anxiotensina. Esta aparato sitúase preto do sitio de contacto entre o brazo ascendente groso e a arteríola aferente. Consta de tres compoñentes: a mácula densa, as células xustaglomerulares e as células mesanxiais extraglomerulares.^[15]

A causa da súa importancia na regulación do fluído corporal, o nefrón é unha diana común de fármacos utilizados para tratar a presión arterial alta e o edema. Estes fármacos denomínanse diuréticos, e inhiben a capacidade do nefrón de reter auga, incrementando o volume de urina producida.^[13]

• Nefroloxía
• Uroloxía

• Douglas C. Eaton, John Pooler (2004). McGraw-Hill Medical, ed. Vander's Renal Physiology (6th edition ed.). ISBN 0-07-135728-9. 
• Lote, Christopher J. (2000). "The loop of Henle, distal tubing and collecting duct". En Springer. Principles of Renal Physiology. p. 70. ISBN 9780792361787.