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Glomérulo renal

Agosto 03, 2021

Este artículo trata sobre la estructura del riñón. Para otras aplicaciones del término, véase Glomérulo.


El glomérulo, es la boca anatómica funcional del riñón, donde tienen lugar la depuración y la filtración del plasma sanguíneo como primera etapa en el proceso de formación de la orina, es una red de capilares rodeada por una envoltura externa en forma de copa llamada cápsula de Bowman que se encuentra presente en la nefrona del riñón de todos los vertebrados. El plasma de la sangre se filtra en la cápsula a través de los capilares glomerulares y el material filtrado en la cápsula se vierte en el túbulo proximal, que también forma parte de la nefrona.[1]​ El glomérulo recibe su irrigación de una arteriola aferente de la circulación renal. A diferencia de la mayor parte de los lechos capilares, el glomérulo desemboca en una arteriola eferente en lugar de una vénula. La resistencia de estas arteriolas produce una presión intraglomerular elevada que contribuye al proceso de ultrafiltración por el que los líquidos y los materiales solubles en la sangre son forzados fuera de los capilares hacia la cápsula de Bowman.[1]​ El glomérulo y la cápsula de Bowman que lo circunda constituyen el corpúsculo renal, la unidad de filtración básica del riñón.[2]​ La velocidad a la que se filtra la sangre a través de todos los glomérulos, y por lo tanto la medida de la función renal en general, es el índice de filtración glomerular (IFG).[1]​

Glomérulo renal

Imagen del glomérulo (en rojo) dentro de la cápsula de Bowman.
Nombre y clasificación
Latín Glomerulus renalis
Gray pág.1221
Información anatómica
Región corpúsculo renal
Sistema Sistema urinario humano
Precursor Blastema metanéfrico
 Aviso médico 
[editar datos en Wikidata]

Historia

 
Corpúsculo de Malpighi. Pôle urinaire: polo urinario. Artériole afférente: arteriola aferente. Glomérule de Malpighi: glomérulo de Malpighi. Artériole efférente: arteriola eferente. Tubule urinifére: túbulo urinífero. Feuillet viscéral y feuillet pariétal: capas visceral y parietal de la cápsula de Bowman.

En 1666 el biólogo y anatomista italiano Marcello Malpighi describió por primera vez los glomérulos y demostró su continuidad con la vasculatura renal. Alrededor de ciento setenta y cinco años después el cirujano y anatomista William Bowman describió en detalle la arquitectura del glomérulo y la continuidad entre su cápsula circundante y el túbulo proximal.[3]​ Según otro autor,[4]​ no hay ninguna duda sobre que el anatomista que más contribuyó al desarrollo del conocimiento de la estructura del riñón fue Marcelo Malpighi, quien en 1666 describió la estructura de varias vísceras, incluido el riñón.[5]​ Malpighi distinguió las zonas renales cortical y medular: en la corteza reconoció las estructuras que hoy se conocen como glomérulos y túbulos contorneados y en la médula los túbulos rectos que viajaban hacia la papila y desembocaban en la pelvis, ya descritos por Bellini.[6]​

En 1781 el Abad Felice Fontana[6]​ describió por primera vez en la médula renal asas tubulares que más tarde se llamarían asas de Henle porque ese descubrimiento no se le reconoció a él sino a Jacobo Henle.[7]​ Malpighi no pudo establecer la conexión entre el glomérulo y los túbulos renales y fue William Bowman quien describió esa unión doscientos años después.[8]​ Bowman no conoció los estudios de Fontana y Jacobo Henle, que disponía de mejores técnicas microscópicas y estaba al tanto de las descripciones del abad,[9]​fue quien detalló las asas medulares en forma de horquilla para el pelo de los túbulos uriníferos[10]​ Las conexiones de las ramas ascendente y descendente de las asas medulares con los túbulos contorneados corticales fueron descritas por Franz Schweigger-Seidel.[11]​

 
Anatomía de Gray, 20a ed. (1918).

En cuanto a las funciones renales básicas, en 1843 Carl Ludwig propuso que la orina se formaba mediante un proceso pasivo de ultrafiltración a nivel del glomérulo renal[12]​ y también que las diferencias entre la composición de la orina y la sangre se debían a un proceso de reabsorción de sustancias que tenía lugar en los túbulos renales. No propuso ninguna actividad secretora a nivel tubular. En 1906 Rudolf Metzner, que había sido asistente de Ludwig, destacó que en el proceso reabsortivo intervenía un mecanismo activo;[13]​ además, el análisis de los datos de la función renal existentes hasta esa época lo llevó a concluir que la formación de la orina podía explicarse mejor si se la definía como un proceso de tres componentes: ultrafiltración de un gran volumen de líquido a nivel glomerular, reabsorción activa por el epitelio tubular de la mayor parte del líquido y los solutos filtrados y secreción, también activa, de ciertos componentes urinarios por el mismo epitelio tubular. En consecuencia Metzner fue el primero en proponer una teoría de formación de la orina más completa y considerablemente más cercana a conceptos actuales, como los que publicó Cushny algunos años más tarde en su "Teoría Moderna".[14]​[15]​ Sin embargo, Wearn y Richards confirmaron recién en 1924 que el líquido presente en el interior del espacio de Bowman es un ultrafiltrado del plasma.[16]​

 
Recorrido del flujo renal a lo largo de la nefrona.

A fines de la década de 1950 hubo adelantos importantes en fisiología renal. Se crearon y aplicaron técnicas de depuración (clearance) en el riñón intacto[17]​[18]​ que aumentaron en gran medida el conocimiento de la función renal. Sin embargo, los estudios de depuración tenían limitaciones y la resolución de ciertas dudas solo se logró por evaluación directa de la función de las nefronas una vez que se desarrollaron y aplicaron las técnicas de micropunción in vivo tanto en anfibios como en mamíferos.[19]​ Según un autor, está demás decir que la micropunción ha sido y sigue siendo una herramienta de investigación de gran poder pero aunque al igual que las técnicas de depuración tiene ciertas ventajas, también posee una limitación muy importante: la inaccesibilidad para estudiar directamente todos los segmentos de la nefrona.[6]​

Estructura

 
Nefrona yuxtaglomerular. A. Cápsula renal. B. Corteza. C. Unión corticomedular. D. Médula. E. Cáliz menor. 1. Capilares peritubulares. 2. Túbulo contorneado proximal. 3. Cápsula de Bowman. 4. Glomérulo. 5. Arteriola eferente. 6. Túbulo contorneado distal. 7. Arteriola aferente, 8. Vena interlobulillar. 9. Arteria interlobulillar. 10. Rama descendente gruesa del asa de Henle. 11. Rama ascendente gruesa del asa de Henle. 12 y 13. Vasos rectos. 14. Rama descendente delgada del asa de Henle. 15. Rama ascendente delgada del asa de Henle. 16. Tubo colector. 17. Arteria arciforme. 18. Vena arciforme.

El glomérulo es una red de pequeños vasos sanguíneos llamados capilares que se encuentran situados en el interior de la cápsula de Bowman dentro del riñón. Entre los capilares y la cápsula de Bowman se halla el mesangio. La sangre entra en los capilares del glomérulo por una sola arteriola, la ya mencionada arteriola aferente, y sale de ellos por la también mencionada arteriola eferente.[2]​ Los capilares están revestidos por una capa de células (el endotelio) cuya estructura única permite la filtración de los componentes de la sangre y en última instancia determina la formación de la orina.[2]​

Capilares glomerulares

Los capilares del glomérulo renal son capilares fenestrados. Las fenestras son más grandes (2-3 nm de diámetro), más abundantes y de contorno más irregular que el de los capilares fenestrados de otras localizaciones. En las fenestras de los capilares glomerulares no hay diafragma. La membrana de las células endoteliales contiene gran cantidad de canales acuosos de acuaporina, una proteína transmembrana encargada de transportar el agua a través de los compartimientos celulares. Los capilares tienen una lámina basal que se fusiona con la de los podocitos que los rodean. La pared del capilar glomerular es una barrera molecular capaz de impedir el paso de la mayor parte de las proteínas plasmáticas y permitir el paso del agua, de moléculas de soluto pequeñas y de iones.[20]​ Entre la sangre y el espacio urinario una sustancia debe atravesar la barrera de filtración glomerular compuesta por el endotelio fenestrado, la membrana basal glomerular y la hendidura del poro y la zona que queda entre los pedicelos de los podocitos.[21]​ Hay tres fases de la filtración: el endotelio con fenestraciones, la membrana basal glomerular y el epitelio visceral formado por los podocitos, que dejan ver el diafragma entre los pedicelos.[20]​

Cápsula de Bowman

 
Cápsula de Bowman, corpúsculos de Malpighi.

La cápsula de Bowman está constituida por un epitelio plano simple en cuyo seno existe un ovillo vascular originado en la arteriola que irriga el glomérulo, la arteriola aferente, la que luego se divide en distintos capilares que a la salida del glomérulo van a reunirse en otra arteriola, la arteriola eferente.[22]​ Es la parte más externa del corpúsculo renal y está formada por una pared doble (con una capa parietal y otra visceral) que delimita un espacio llamado espacio urinario o espacio capsular de Bowman. En el polo urinario del corpúsculo este espacio urinario se continúa con la luz del túbulo contorneado proximal. La capa parietal de la cápsula de Bowman es el límite externo del corpúsculo renal y está formada por un epitelio plano simple (epitelio capsular) apoyado sobre su lámina basal.[22]​ En el polo urinario el epitelio de la capa parietal se continúa con el epitelio cúbico del túbulo contorneado proximal mientras que en el polo vascular ese epitelio se continúa con el de la capa visceral, que se ha invaginado y envuelve la pared de los capilares del glomérulo. La capa visceral de la cápsula de Bowman está formada por células llamadas podocitos.[22]​

Podocitos

Los podocitos son células en forma de estrellas de gran tamaño con prolongaciones similares a tentáculos que rodean los capilares glomerulares. Sus cuerpos protruyen en la luz del espacio urinario y emiten prolongaciones primarias gruesas que se ramifican en prolongaciones secundarias abundantes y más finas, las que a su vez emiten ramificaciones terciarias o pedicelos. Todas esas ramificaciones tienen un citoesqueleto muy desarrollado; los pedicelos de cada célula o de células vecinas se interdigitan y dejan pequeñas ranuras entre ellos, las llamadas ranuras de filtración, de 20 a 30 nm de ancho.[20]​ Entre los pedicelos contiguos se extiende la membrana de la ranura de filtración, una lámina delgada (mide 5 nm de espesor) compuesta por cadherina y nefrina. La nefrina se fija a los filamentos de actina de los pedicelos por medio de varias proteínas entre las que figuran podocina, ZO-1 (del inglés tight junction protein 1) y CD2AP (CD2-associated protein).[20]​ Se trata de células muy diferenciadas que no se dividen. Se cree que existe un número de podocitos inicial y que los podocitos existentes se pierden de forma progresiva e irreversible en el transcurso de una lesión glomerular,[23]​ aunque en glomerulopatías como las colapsantes el fenotipo del podocito se altera y adquiere la capacidad de dividirse.[24]​ La descripción de proteínas específicas de los podocitos y la comprobación de que hay defectos de esas proteínas que causan síndrome nefrótico (por ejemplo, una modificación del gen que codifica la nefrina causa el síndrome nefrótico congénito, que se caracteriza por proteinuria masiva —la albúmina atraviesa la barrera de filtración y aparece en la orina— y edema)[25]​ sugieren la conveniencia de explorar la posible intervención de polimorfismos de estas proteínas en la predisposición al desarrollo o a la progresión de nefropatías proteinúricas.[20]​ Además, como desde 1997 es posible estudiar podocitos diferenciados en cultivo, se podrá explorar el efecto de factores patogénicos de la lesión glomerular y de tratamientos existentes o potenciales directamente sobre esas células.[23]​ Otro campo sin explorar es el de la regeneración del podocito. Los datos que indican la posibilidad de regeneración del miocardio lesionado por medio de células pluripotentes derivadas de la médula ósea y la formación de nuevas neuronas en el adulto sugieren que la pérdida de podocitos puede ser reversible si se llegan a comprender los mecanismos moleculares que regulan la diferenciación, la desdiferenciación,[nota 1]​ la proliferación y la supervivencia del podocito.[20]​[23]​ Los podocitos no estarían indefensos frente a la apoptosis. Si bien es cierto que las moléculas destinadas a la defensa antiapoptósica del podocito prácticamente se desconocen, se sabe que la lesión de los podocitos in vivo causa un aumento de la expresión de la proteína de choque térmico 27 (en inglés heat shock protein 27 o Hsp27).[27]​ Como otras proteínas de choque térmico, la Hsp27 tiene propiedades antiapoptósicas[28]​ por lo que podría representar un mecanismo endógeno de supervivencia del podocito en circunstancias adversas. Además, se ha demostrado que la Hsp27 interviene en el mantenimiento del citoesqueleto durante la lesión subletal (reversible) del podocito. La defensa antiapoptósica del podocito podría ser un objetivo terapéutico en las nefropatías glomerulares. En los últimos años se ha acumulado información que sugiere un papel fundamental del podocito en la proteinuria y en la función del glomérulo y los avances logrados en la biología de esta célula permitirán desarrollar aproximaciones preventivas y terapéuticas destinadas a influir sobre su resistencia a la lesión y sobre su capacidad de regeneración.[23]​ El podocito rodea al capilar glomerular en su totalidad a través de los pedicelos, que se interdigitan con los de los podocitos vecinos. El espacio que existe entre los pedicelos adyacentes forma las hendiduras de filtración (de 30-40 nm), las que están unidas por uniones estrechas modificadas, los diafragmas. La importancia de la lesión del podocito en la patogenia del síndrome nefrótico fue reconocida en 1957 en un estudio que viró la atención de una degeneración tubular a un aumento de la permeabilidad glomerular y postuló al podocito como sitio primario de lesión en la nefrosis lipoide.[29]​ El podocito cumple funciones en la barrera de permeabilidad, en el mantenimiento de la arquitectura glomerular, en la biosíntesis y en la interacción con el medio. En su función de filtración el podocito actúa como una barrera que impide la filtración de macromoléculas porque cubre la membrana basal con citoplasma. Las abundantes cargas negativas del glucocáliz funcionan como una barrera electrostática. Los residuos filtrados y atrapados en la membrana basal son fagocitados por el podocito. En cuanto al mantenimiento de la arquitectura glomerular, los podocitos contrarrestan las fuerzas hidrostáticas propias de los capilares glomerulares por medio de integrinas y distroglicanos. En su función de biosíntesis el podocito interviene en la síntesis y degradación de la membrana basal con colágeno de tipo IV, fibronectina, laminina, heparán sulfato, prostaglandinas y factores de crecimiento. En lo que se refiere a su interacción con el medio el podocito interactúa con proteínas reguladoras del complemento, con receptores de IgG-Fc, con receptores de lipoproteínas de baja densidad o LDL y con el sistema activador del plasminógeno.[20]​

Membrana basal glomerular

La membrana basal glomerular impide el paso de macromoléculas en forma mecánica y eléctrica, esta última debida a la presencia de moléculas de carga negativa, proteoglicanos ricos en heparán sulfato.[20]​ Esta membrana está compuesta por dos capas finas, la lámina rara interna y la lámina rara externa, y una capa central gruesa, la lámina densa.[20]​ Las células endoteliales y epiteliales adyacentes secretan moléculas de colágeno de tipo IV, laminina, fibronectina, nidógeno/entactina y proteoglicanos de heparán sulfato que forman una estructura similar a un enrejado. En las tres capas que componen la membrana hay sitios aniónicos —los ya mencionados glucosaminoglicanos de heparán sulfato— cuya eliminación aumentaría la permeabilidad de la membrana basal glomerular.[20]​ El colágeno de tipo IV, el mayor constituyente colagenoso de la membrana basal,[30]​ es un heterotrímero que consta de un dominio carboxiterminal no colagenoso (NC1). Las moléculas del colágeno IV pueden asociarse a través de este dominio para formar dímeros y por medio de sus terminaciones amino formar tetrámeros.[30]​ Entre los pedicelos que cubren la superficie externa de la membrana basal glomerular existen hendiduras de 25 a 60 nm que están cruzadas por una membrana delgada llamada diafragma de hendidura o diafragma de filtración. Esta fina estructura es la responsable principal de impedir el paso de moléculas como la albúmina.[30]​

Mesangio renal

El mesangio es una especie de tejido conjuntivo formado por células mesangiales y matriz mesangial que se localiza en el espacio que queda entre los capilares del glomérulo y que es más abundante en el polo vascular glomerular. El espacio que hay entre las células glomerulares está ocupado por las células mesangiales intraglomerulares. Esas células no forman parte de la barrera de filtración sino que son pericitos especializados que participan indirectamente en la filtración porque contraen y reducen la superficie glomerular, y por lo tanto el índice de filtración, sobre todo en respuesta al estiramiento.[2]​ Aparte de su misión de soporte vascular el mesangio, aunque como se dijo no participa de manera directa en la filtración glomerular, desempeña una función importante en ese proceso por su capacidad de regular el flujo sanguíneo intraglomerular y por ende la superficie expuesta a la filtración. Esa particularidad se debe a que el mesangio posee receptores importantes para moléculas como la angiotensina II y en segundo lugar a su aparato contráctil. Además, las células mesangiales tienen una capacidad fagocítica y pinocítica que les confiere el poder de depurar el material de desecho de la membrana basal glomerular.[31]​ Secretan prostaglandinas y endotelinas y los elementos de la matriz mesangial y tienen capacidad de proliferar. Hay células mesangiales que se localizan fuera del corpúsculo renal: son células mesangiales extraglomerulares (forman parte del aparato yuxtaglomerular). La matriz mesangial está formada por colágeno de tipos IV, V y VI, proteoglicanos y fibronectina.[22]​

Endotelio

El endotelio está perforado por poros o fenestraciones de entre 70 y 100 nm de diámetro que permiten la separación mecánica de los elementos de la sangre y el plasma.[20]​ La superficie de la célula endotelial tiene carga negativa por la presencia de una glucoproteína polianiónica, la podocalixina, que es la principal sialoproteína glomerular. La concentración de moléculas superficiales aniónicas y fenestraciones determina que el endotelio glomerular se diferencie de otras membranas plasmáticas endoteliales y permita el paso de partículas de bajo peso molecular,[32]​ aunque no es muy eficiente para impedir el pasaje de macromoléculas.[20]​

Barrera de filtración glomerular

El corpúsculo renal es la zona de la nefrona en la que se produce el ultrafiltrado de plasma (orina primaria). La estructura que está a cargo del ultrafiltrado —la barrera de filtración glomerular— separa la luz de los capilares glomerulares de la luz del espacio urinario de la cápsula de Bowman[22]​ y está formada por diversos elementos entre los que figuran: 1) el endotelio fenestrado de los capilares (las fenestras grandes y sin diafragma permiten el paso de todos los elementos no celulares de la sangre —aunque las proteínas aniónicas de gran tamaño se filtran con lentitud por la cubierta de heparán sulfato que poseen las células endoteliales—), 2) la lámina basal glomerular, una lámina basal gruesa (de alrededor de 250 nm) resultante de la fusión de las láminas basales de los podocitos de la cápsula de Bowman y del endotelio de los capilares glomerulares, 3) la lámina rara externa, que es contigua a los pedicelos de los podocitos, 4) la lámina densa, que es la fusión de las dos láminas densas, 5) la lámina rara interna, que es contigua a las células endoteliales de los capilares (el contenido de heparán sulfato —un compuesto polianiónico— de las láminas raras impide la filtración de las proteínas aniónicas. La red de colágeno de tipo IV de la lámina densa supone un filtro físico) y 6) la membrana de la ranura de filtración que hay entre los pedicelos de los podocitos (el paso de los diversos compuestos de la sangre a través de la barrera de filtración glomerular depende de dos factores,[22]​ a saber, el tamaño —los compuestos con un tamaño menor de 3,5 nm atraviesan la barrera— y la carga eléctrica —los compuestos de carga eléctrica positiva o neutra pasan la barrera—.) Los compuestos que atraviesan la barrera de filtración glomerular se vierten en el espacio urinario (espacio capsular de Bowman).[22]​

Irrigación

 
El aparato yuxtaglomerular (a) posibilita que células especializadas controlen la composición del líquido en el túbulo contorneado distal y ajusten el índice de filtración glomerular. La micrografía (b) muestra el glomérulo y las estructuras que lo circundan. Podocyte:podocito. Juxtaglomerular cells: células yuxtaglomerulares. Renal nerve: nervio renal. Afferent arteriole: arteriola aferente. Proximal convoluted tubule: túbulo contorneado proximal. Brush border: borde o ribete en cepillo. Glomerulus: glomérulo. Distal convoluted tubule: túbulo contorneado distal. Basement membrane: membrana basal.

Como ya se dijo, el glomérulo recibe sangre de una sola arteria, la arteria aferente, rama de una arteria interlobulillar de la corteza del riñón.[2]​ La contracción o la relajación de la arteria pueden afectar la presión de los capilares glomerulares y por consiguiente la filtración de la sangre. La actividad del sistema nervioso simpático así como las hormonas también pueden afectar el índice de filtración glomerular mediante la modulación de diámetro de la arteriola aferente. Por ejemplo, en un estudio realizado en ratas se determinó que la reducción temprana del diámetro de las arteriolas aferentes contribuía al desarrollo de un aumento de la presión arterial.[33]​

Revestimiento

Los capilares del glomérulo están revestidos por células endoteliales. Son estructuras que contienen gran cantidad de poros (llamados fenestras) de 70-100 nm de diámetro[2]​ que a diferencia de los de otros capilares con fenestraciones no son atravesados por diafragmas.[2]​ Esos poros permiten la filtración libre de solutos del plasma, líquidos y proteínas pero no son lo suficientemente grandes como para que se filtren los eritrocitos.

 
Membrana basal. 1. Célula epitelial. 2. Membrana basal. 3. Capilares del epitelio. 4. Tejido conjuntivo. 5.Fibroblasto.

El glomérulo posee una membrana basal compuesta principalmente por lamininas, colágeno de tipo IV, agrina[nota 2]​ y nidógeno, [nota 3]​ los que se sintetizan y son secretados tanto por las células endoteliales como por los podocitos. Estos forman una membrana de 250-400 nm de espesor que es más gruesa que las membranas basales de otros tipos de tejido. Los efectos de las mutaciones de los constituyentes de la membrana basal glomerular sugieren que desempeñaría un papel en la selectividad y la permeabilidad de la barrera de filtración a moléculas grandes como la albúmina.[38]​

El lado externo de la membrana basal está revestido por pliegues llamados podocitos, los que a su vez están revestidos por pliegues de citoplasma llamados prolongaciones citoplasmáticas o pedicelos.[39]​[2]​ Esas estructuras controlan la filtración de proteínas de la luz capilar al espacio de Bowman. El espacio existente entre los pedicelos de podocitos adyacentes es atravesado por un diafragma de hendidura formado por varias proteínas que incluyen podocina y nefrina. Además, las moléculas con carga negativa como la albúmina no pueden pasar porque los pedicelos tienen una capa de carga también negativa (el glucocáliz) que impide su filtración.[2]​

Drenaje de la sangre

 
Distribución de los vasos sanguíneos en la corteza del riñón.

La sangre es transportada fuera del glomérulo por una arteriola eferente en lugar de una vénula, como se observa en la mayor parte de los otros sistemas capilares.[2]​ Esa particularidad permite un mayor control sobre el flujo sanguíneo que atraviesa el glomérulo, dado que las arteriolas se dilatan y se contraen más fácilmente que las vénulas debido a la capa más grande de músculo liso (túnica media) que poseen.[2]​ Las arteriolas eferentes de las nefronas yuxtaglomerulares, el quince por ciento de las nefronas más próximas a la médula renal, emiten ramas capilares rectas que llevan sangre isotónica a esa estructura. Junto con el asa de Henle, estos vasos rectos desempeñan un papel crucial en el establecimiento del sistema de intercambio por contracorriente de la nefrona. La arteriola eferente se forma en el extremo del glomérulo e irriga fundamentalmente los túbulos de la corteza. De las arteriolas eferentes, en particular de las de los glomérulos cercanos a la médula, también surgen los vasos encargados de la irrigación medular. La arteriola eferente desemboca en una vena interlobulillar.[25]​

Drenaje del material filtrado

Después de haber atravesado los capilares del glomérulo el material filtrado entra en la cápsula de Bowman y desde ahí deja el corpúsculo por un túbulo contorneado proximal para ingresar en el sistema de conductos colectores de la nefrona.[2]​

Funciones

 
El glomérulo es la red de capilares ilustrada en rojo.La sangre fluye a través de la arteriola aferente y sale a través de la arteriola eferente (flechas). La estructura redonda de doble pared (en blanco) es la cápsula de Bowman. El componente líquido de la sangre (plasma) se filtra al atravesar la membrana glomerular, que está compuesta por la pared capilar y la capa epitelial de la cápsula de Bowman. La sangre filtrada sale por la parte superior del túbulo.

Filtración

 
Esquema de la barrera de filtración (sangre-orina) del riñón. A. Células endoteliales del glomérulo.1. Poro (fenestra). B. Membrana basal glomerular: 1. Lámina rara interna. 2. Lámina densa. 3. Lámina rara externa. C. Podocitos: 1. Proteína enzimática y estructural. 2. Hendidura de filtración. 3. Diafragma. Los podocitos, que son las células que tapizan el glomérulo, tienen carga negativa y presentan brechas muy pequeñas que evitan la filtración de moléculas de gran tamaño.Cuando la inflamación los lesiona puede haber un aumento de la permeabilidad a las proteínas.

La función más importante del glomérulo es filtrar el plasma para producir filtrado glomerular, el que descenderá por el túbulo de la nefrona para formar la orina. La velocidad a la que el glomérulo filtra el plasma, es decir el índice de filtración glomerular, es mucho mayor que en los capilares sistémicos debido a las características anatómicas particulares del glomérulo. A diferencia de los capilares sistémicos, que reciben sangre de arteriolas de alta resistencia y drenan en vénulas de resistencia baja, los capilares glomerulares están conectados en ambos extremos con arteriolas de alta resistencia, las ya mencionadas arteriolas aferente y eferente. Esta disposición de dos arteriolas en serie determina la alta presión hidrostática en los capilares glomerulares, que es una de las fuerzas que favorecen la filtración a la cápsula de Bowman.[40]​ Cuando una sustancia atraviesa las células endoteliales de los capilares glomerulares, la membrana basal glomerular y los podocitos para entrar en la luz del túbulo se trata de filtrado glomerular. En cambio, las sustancias que no pueden atravesar esas estructuras no son filtradas en el glomérulo sino que salen de él a través de la arteriola eferente para volver a formar parte de la circulación.

Permeabilidad

Las estructuras de las capas determinan su permeabilidad selectiva. Los factores que influyen en esa propiedad son la carga negativa de la membrana basal y el epitelio de los podocitos y el tamaño efectivo de los poros de la pared glomerular (8 nm). Como resultado, las moléculas de gran tamaño o de carga negativa atravesarán las membranas con una frecuencia mucho menor que las pequeñas o de carga positiva.[41]​ Por ejemplo, los iones pequeños como los de sodio y potasio las atraviesan libremente mientras que para proteínas grandes como la hemoglobina y la albúmina prácticamente no hay permeabilidad. La presión oncótica sobre los capilares glomerulares es una de las fuerzas que ofrecen resistencia a la filtración. Como las proteínas grandes y de carga negativa tienen baja permeabilidad, no pueden filtrarse fácilmente a la cápsula de Bowman. Por lo tanto, la concentración de esas proteínas tiende a aumentar cuando los capilares glomerulares filtran el plasma, lo que incrementa la presión oncótica en toda la longitud de esas estructuras.[40]​

Ecuación de Starling

La influencia de las fuerzas hidrostáticas y oncóticas (o fuerzas de Starling) sobre el movimiento del flujo a través de las membranas capilares se describe en la ecuación de Starling:[40]​[42]​

 

En donde:

  • Kf es el coeficiente de filtración y expresa la permeabilidad de la pared capilar para los líquidos
  • Pc es la presión hidrostática capilar
  • Pi es la presión hidrostática intersticial
  • R es el coeficiente de reflexión,

un valor que es índice de la eficacia de la pared capilar para impedir el paso de proteínas y que se admite que, en condiciones normales, es igual a 1, lo que significa que es totalmente impermeable a ellas, y en situaciones patológicas es inferior a 1, hasta alcanzar el valor 0 cuando puede ser atravesada por ellas sin dificultad.

  • πc es la presión oncótica capilar
  • πi, es la presión oncótica intersticial

Todas las presiones son medidas en milímetros de mercurio (mm Hg) y el coeficiente de filtración se mide en mililitros por minuto por milímetros de mercurio (mL•min-1•mm Hg-1). Por ejemplo:

  • Presión hidrostática arteriolar (Pc) = 37 mm Hg
  • Presión hidrostática venular (Pc) = 17 mm Hg

Regulación de la presión arterial

Las paredes de la arteriola aferente contienen células de músculo liso especializadas que sintetizan renina. Estas células yuxtaglomerulares desempeñan una función importante en el sistema renina-angiotensina, lo que ayuda a regular la presión arterial

Patología

 
Muestra histológica de un glomérulo afectado por un trombo.

El glomérulo puede ser afectado por numerosas enfermedades entre las que se destacan las diversas formas de una enfermedad que se produce cuando hay inflamación glomerular, la llamada glomerulonefritis. Esa nefropatía se asocia con proteinuria, hematuria y trastornos de la excreción del sodio con hipertensión y edema. Los pedicelos de los podocitos pueden atrofiarse, lo que favorece mucho la filtración (patológica) de albúmina. En algunos casos de glomerulonefritis se detecta un aumento de la cantidad de células en los glomérulos, un engrosamiento de la membrana basal o cicatrización (esclerosis) glomerular.

 
Imagen microscópica de los vasos sanguíneos obstruidos en el riñón inflamado de una paciente con glomerulonefritis aguda.

Existen enfermedades que comprometen los glomérulos, los túbulos, el intersticio y los vasos sanguíneos y lo primero y más necesario para llegar al diagnóstico es el conocimiento de la morfología normal de cada una de esas estructuras, en particular de las variaciones que pueden presentar en relación con la edad del paciente. Para estudiar las patologías glomerulares la mayor parte de las veces se recurre al microscopio electrónico de transmisión (MET), aparato con el que se analiza cada uno de los elementos que conforman el ovillo de capilares conocido como corpúsculo renal, a saber, los podocitos (número, gotas de reabsorción proteica,[nota 4]​ inclusiones citoplasmáticas, estado de los pedicelos), el endotelio (fenestraciones, características del citoplasma), el mesangio (número de células y estado de la matriz) y la membrana basal glomerular (espesor, textura y contornos).[43]​

 
En esta imagen se ven la fenestras en el interior de un capilar glomerular roto. (Microscopio electrónico de barrido, 100,000x.)

Después de estudiar detenidamente estos componentes se establece la presencia o la ausencia de los depósitos electrodensos que participan en la patogenia de diversas enfermedades renales (inmunitarias o no inmunitarias). Entre las diversas entidades clinicoanatomopatológicas en las que la microscopia electrónica de transmisión es la única herramienta diagnóstica útil se destacan patologías genéticas clásicas que afectan las membranas basales como el síndrome de Alport y la nefropatía por membrana basal delgada, enfermedades caracterizadas por la presencia de depósitos extracelulares de diversa localización y naturaleza bioquímica como la enfermedad por depósitos densos, la glomerulopatía fibrilar/inmunotactoide,[nota 5]​ la gomerulopatía colagenofibrótica (una enfermedad rara caracterizada por el depósito de colágeno de tipo III (por lo general inexistente en el glomérulo) a nivel de la matriz mesangial y del espacio subendotelial. Existen controversias sobre si se trata de una enfermedad renal primaria o de la secuela de una enfermedad sistémica porque se la ha descrito tanto de forma aislada como en el contexto de procesos extrarrenales como la fibrosis perisinusoidal hepática).[45]​ y el síndrome uña-rótula[44]​ y una enfermedad por depósitos lisosómicos que afecta los podocitos, el endotelio y el epitelio tubular, la enfermedad de Fabry. Cada una de las entidades mencionadas, todas ellas de etiopatogenia tan diversa, exige que se obtenga una muestra de tejido renal para microscopia electrónica de transmisión que luego el anatomopatólogo decidará si se somete a análisis ultraestructural o no.[43]​

Notas

  1. Nombre que reciben las modificaciones de forma y de función de las células de distintos tejidos que son cultivadas en medios naturales o artificiales. Las células vuelven a su estado embrionario y por ende pierden sus caracteres diferenciales. [26]​
  2. La agrina, un proteoglicano de gran tamaño que cumple su función mejor caracterizada en el desarrollo de la unión neuromuscular durante la embriogénesis, se llama así por su participación en la agregación de los receptores de acetilcolina durante la sinaptogénesis. En los seres humanos la agrina es codificada por el gen AGRN. Esta proteína, que también puede desempeñar funciones en otros tejidos y durante otras etapas del desarrollo, es un componente (proteoglicano) importante de la membrana basal glomerular y puede desempeñar un papel en la filtración renal y las interacciones célula-matriz.[34]​
  3. El nidógeno 1 (NID-1), también conocido como entactina, una proteína que en los seres humanos codifica el gen NID1, es un componente de la membrana basal junto con el colágeno de tipo IV, los proteoglicanos (heparán sulfato y glicosaminoglicanos), la laminina y la fibronectina.[35]​[36]​[37]​
  4. El riñón filtra la sangre y en ocasiones hay proteínas plasmáticas como la albúmina que se filtran pero luego son reabsorbidas en forma de "cuerpos de reabsorción". Cuando este mecanismo de reabsorción falla se produce el síndrome nefrótico, caracterizado por una disminución de la concentración plasmática de albúmina y proteinuria (eliminación excesiva de proteínas en la orina) el 21 de julio de 2015 en Wayback Machine..
  5. La glomerulopatía inmunotactoide se caracteriza por la presencia de depósitos glomerulares que desde el punto de vista ultraestructural muestran morfología tubular, carecen de ramificaciones y tienen un diámetro de entre 20 y 90 nn y una organización focal paralela. El término inmunotactoide refleja la composición (inmuno) y la morfología polimérica (tactoide) de los depósitos glomerulares. Las fibrillas están compuestas por inmunoglobulinas de cadenas ligeras y pesadas, complemento y componente amiloide P (una molécula de la familia de las pentraxinas muy similar a la proteína C reactiva). Se observan patrones morfológicos diversos como por ejemplo engrosamiento del capilar glomerular, expansión mesangial, una combinación de ambas cosas e hipercelularidad en el mesangio o extracapilar. En la glomerulopatía fibrilar los depósitos están compuestos por inmunoglobulinas policlonales y complemento. Se presentan como un material amorfo y eosinófilo en el mesangio y los capilares glomerulares y puede haber proliferación celular endocapilar, mesangial y extracapilar. La glomerulopatía inmunotactoide se diferencia de la fibrilar por las características ultraestructurales de los depósitos, que son microtúbulos de 30 nm de tamaño y paralelos en la inmunotactoide y fibrillas de 12-20 nm de tamaño y organizadas al azar en la fibrilar.[44]​

Referencias

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Enlaces externos

  • Etimología de glomérulo.
  • Apuntes de anatomía. Anatomía del riñón.
  • Sistema excretor.
  • La nefrona, funciones básicas.
  • Histology at BU 16010loa
  •   Datos: Q909882

Agosto 03, 2021
glomérulo, renal, este, artículo, trata, sobre, estructura, riñón, para, otras, aplicaciones, término, véase, glomérulo, glomérulo, boca, anatómica, funcional, riñón, donde, tienen, lugar, depuración, filtración, plasma, sanguíneo, como, primera, etapa, proces. Este articulo trata sobre la estructura del rinon Para otras aplicaciones del termino vease Glomerulo El glomerulo es la boca anatomica funcional del rinon donde tienen lugar la depuracion y la filtracion del plasma sanguineo como primera etapa en el proceso de formacion de la orina es una red de capilares rodeada por una envoltura externa en forma de copa llamada capsula de Bowman que se encuentra presente en la nefrona del rinon de todos los vertebrados El plasma de la sangre se filtra en la capsula a traves de los capilares glomerulares y el material filtrado en la capsula se vierte en el tubulo proximal que tambien forma parte de la nefrona 1 El glomerulo recibe su irrigacion de una arteriola aferente de la circulacion renal A diferencia de la mayor parte de los lechos capilares el glomerulo desemboca en una arteriola eferente en lugar de una venula La resistencia de estas arteriolas produce una presion intraglomerular elevada que contribuye al proceso de ultrafiltracion por el que los liquidos y los materiales solubles en la sangre son forzados fuera de los capilares hacia la capsula de Bowman 1 El glomerulo y la capsula de Bowman que lo circunda constituyen el corpusculo renal la unidad de filtracion basica del rinon 2 La velocidad a la que se filtra la sangre a traves de todos los glomerulos y por lo tanto la medida de la funcion renal en general es el indice de filtracion glomerular IFG 1 Glomerulo renalImagen del glomerulo en rojo dentro de la capsula de Bowman Nombre y clasificacionLatinGlomerulus renalisGraypag 1221Informacion anatomicaRegioncorpusculo renalSistemaSistema urinario humanoPrecursorBlastema metanefrico Aviso medico editar datos en Wikidata Indice 1 Historia 2 Estructura 2 1 Capilares glomerulares 2 2 Capsula de Bowman 2 3 Podocitos 2 4 Membrana basal glomerular 2 5 Mesangio renal 2 6 Endotelio 2 7 Barrera de filtracion glomerular 2 8 Irrigacion 2 9 Revestimiento 2 10 Drenaje de la sangre 2 11 Drenaje del material filtrado 3 Funciones 3 1 Filtracion 3 1 1 Permeabilidad 3 1 2 Ecuacion de Starling 3 2 Regulacion de la presion arterial 4 Patologia 5 Notas 6 Referencias 7 Enlaces externosHistoria Editar Corpusculo de Malpighi Pole urinaire polo urinario Arteriole afferente arteriola aferente Glomerule de Malpighi glomerulo de Malpighi Arteriole efferente arteriola eferente Tubule urinifere tubulo urinifero Feuillet visceral y feuillet parietal capas visceral y parietal de la capsula de Bowman En 1666 el biologo y anatomista italiano Marcello Malpighi describio por primera vez los glomerulos y demostro su continuidad con la vasculatura renal Alrededor de ciento setenta y cinco anos despues el cirujano y anatomista William Bowman describio en detalle la arquitectura del glomerulo y la continuidad entre su capsula circundante y el tubulo proximal 3 Segun otro autor 4 no hay ninguna duda sobre que el anatomista que mas contribuyo al desarrollo del conocimiento de la estructura del rinon fue Marcelo Malpighi quien en 1666 describio la estructura de varias visceras incluido el rinon 5 Malpighi distinguio las zonas renales cortical y medular en la corteza reconocio las estructuras que hoy se conocen como glomerulos y tubulos contorneados y en la medula los tubulos rectos que viajaban hacia la papila y desembocaban en la pelvis ya descritos por Bellini 6 En 1781 el Abad Felice Fontana 6 describio por primera vez en la medula renal asas tubulares que mas tarde se llamarian asas de Henle porque ese descubrimiento no se le reconocio a el sino a Jacobo Henle 7 Malpighi no pudo establecer la conexion entre el glomerulo y los tubulos renales y fue William Bowman quien describio esa union doscientos anos despues 8 Bowman no conocio los estudios de Fontana y Jacobo Henle que disponia de mejores tecnicas microscopicas y estaba al tanto de las descripciones del abad 9 fue quien detallo las asas medulares en forma de horquilla para el pelo de los tubulos uriniferos 10 Las conexiones de las ramas ascendente y descendente de las asas medulares con los tubulos contorneados corticales fueron descritas por Franz Schweigger Seidel 11 Anatomia de Gray 20a ed 1918 En cuanto a las funciones renales basicas en 1843 Carl Ludwig propuso que la orina se formaba mediante un proceso pasivo de ultrafiltracion a nivel del glomerulo renal 12 y tambien que las diferencias entre la composicion de la orina y la sangre se debian a un proceso de reabsorcion de sustancias que tenia lugar en los tubulos renales No propuso ninguna actividad secretora a nivel tubular En 1906 Rudolf Metzner que habia sido asistente de Ludwig destaco que en el proceso reabsortivo intervenia un mecanismo activo 13 ademas el analisis de los datos de la funcion renal existentes hasta esa epoca lo llevo a concluir que la formacion de la orina podia explicarse mejor si se la definia como un proceso de tres componentes ultrafiltracion de un gran volumen de liquido a nivel glomerular reabsorcion activa por el epitelio tubular de la mayor parte del liquido y los solutos filtrados y secrecion tambien activa de ciertos componentes urinarios por el mismo epitelio tubular En consecuencia Metzner fue el primero en proponer una teoria de formacion de la orina mas completa y considerablemente mas cercana a conceptos actuales como los que publico Cushny algunos anos mas tarde en su Teoria Moderna 14 15 Sin embargo Wearn y Richards confirmaron recien en 1924 que el liquido presente en el interior del espacio de Bowman es un ultrafiltrado del plasma 16 Recorrido del flujo renal a lo largo de la nefrona A fines de la decada de 1950 hubo adelantos importantes en fisiologia renal Se crearon y aplicaron tecnicas de depuracion clearance en el rinon intacto 17 18 que aumentaron en gran medida el conocimiento de la funcion renal Sin embargo los estudios de depuracion tenian limitaciones y la resolucion de ciertas dudas solo se logro por evaluacion directa de la funcion de las nefronas una vez que se desarrollaron y aplicaron las tecnicas de micropuncion in vivo tanto en anfibios como en mamiferos 19 Segun un autor esta demas decir que la micropuncion ha sido y sigue siendo una herramienta de investigacion de gran poder pero aunque al igual que las tecnicas de depuracion tiene ciertas ventajas tambien posee una limitacion muy importante la inaccesibilidad para estudiar directamente todos los segmentos de la nefrona 6 Estructura Editar Nefrona yuxtaglomerular A Capsula renal B Corteza C Union corticomedular D Medula E Caliz menor 1 Capilares peritubulares 2 Tubulo contorneado proximal 3 Capsula de Bowman 4 Glomerulo 5 Arteriola eferente 6 Tubulo contorneado distal 7 Arteriola aferente 8 Vena interlobulillar 9 Arteria interlobulillar 10 Rama descendente gruesa del asa de Henle 11 Rama ascendente gruesa del asa de Henle 12 y 13 Vasos rectos 14 Rama descendente delgada del asa de Henle 15 Rama ascendente delgada del asa de Henle 16 Tubo colector 17 Arteria arciforme 18 Vena arciforme El glomerulo es una red de pequenos vasos sanguineos llamados capilares que se encuentran situados en el interior de la capsula de Bowman dentro del rinon Entre los capilares y la capsula de Bowman se halla el mesangio La sangre entra en los capilares del glomerulo por una sola arteriola la ya mencionada arteriola aferente y sale de ellos por la tambien mencionada arteriola eferente 2 Los capilares estan revestidos por una capa de celulas el endotelio cuya estructura unica permite la filtracion de los componentes de la sangre y en ultima instancia determina la formacion de la orina 2 Capilares glomerulares Editar Los capilares del glomerulo renal son capilares fenestrados Las fenestras son mas grandes 2 3 nm de diametro mas abundantes y de contorno mas irregular que el de los capilares fenestrados de otras localizaciones En las fenestras de los capilares glomerulares no hay diafragma La membrana de las celulas endoteliales contiene gran cantidad de canales acuosos de acuaporina una proteina transmembrana encargada de transportar el agua a traves de los compartimientos celulares Los capilares tienen una lamina basal que se fusiona con la de los podocitos que los rodean La pared del capilar glomerular es una barrera molecular capaz de impedir el paso de la mayor parte de las proteinas plasmaticas y permitir el paso del agua de moleculas de soluto pequenas y de iones 20 Entre la sangre y el espacio urinario una sustancia debe atravesar la barrera de filtracion glomerular compuesta por el endotelio fenestrado la membrana basal glomerular y la hendidura del poro y la zona que queda entre los pedicelos de los podocitos 21 Hay tres fases de la filtracion el endotelio con fenestraciones la membrana basal glomerular y el epitelio visceral formado por los podocitos que dejan ver el diafragma entre los pedicelos 20 Capsula de Bowman Editar Capsula de Bowman corpusculos de Malpighi La capsula de Bowman esta constituida por un epitelio plano simple en cuyo seno existe un ovillo vascular originado en la arteriola que irriga el glomerulo la arteriola aferente la que luego se divide en distintos capilares que a la salida del glomerulo van a reunirse en otra arteriola la arteriola eferente 22 Es la parte mas externa del corpusculo renal y esta formada por una pared doble con una capa parietal y otra visceral que delimita un espacio llamado espacio urinario o espacio capsular de Bowman En el polo urinario del corpusculo este espacio urinario se continua con la luz del tubulo contorneado proximal La capa parietal de la capsula de Bowman es el limite externo del corpusculo renal y esta formada por un epitelio plano simple epitelio capsular apoyado sobre su lamina basal 22 En el polo urinario el epitelio de la capa parietal se continua con el epitelio cubico del tubulo contorneado proximal mientras que en el polo vascular ese epitelio se continua con el de la capa visceral que se ha invaginado y envuelve la pared de los capilares del glomerulo La capa visceral de la capsula de Bowman esta formada por celulas llamadas podocitos 22 Podocitos Editar Los podocitos son celulas en forma de estrellas de gran tamano con prolongaciones similares a tentaculos que rodean los capilares glomerulares Sus cuerpos protruyen en la luz del espacio urinario y emiten prolongaciones primarias gruesas que se ramifican en prolongaciones secundarias abundantes y mas finas las que a su vez emiten ramificaciones terciarias o pedicelos Todas esas ramificaciones tienen un citoesqueleto muy desarrollado los pedicelos de cada celula o de celulas vecinas se interdigitan y dejan pequenas ranuras entre ellos las llamadas ranuras de filtracion de 20 a 30 nm de ancho 20 Entre los pedicelos contiguos se extiende la membrana de la ranura de filtracion una lamina delgada mide 5 nm de espesor compuesta por cadherina y nefrina La nefrina se fija a los filamentos de actina de los pedicelos por medio de varias proteinas entre las que figuran podocina ZO 1 del ingles tight junction protein 1 y CD2AP CD2 associated protein 20 Se trata de celulas muy diferenciadas que no se dividen Se cree que existe un numero de podocitos inicial y que los podocitos existentes se pierden de forma progresiva e irreversible en el transcurso de una lesion glomerular 23 aunque en glomerulopatias como las colapsantes el fenotipo del podocito se altera y adquiere la capacidad de dividirse 24 La descripcion de proteinas especificas de los podocitos y la comprobacion de que hay defectos de esas proteinas que causan sindrome nefrotico por ejemplo una modificacion del gen que codifica la nefrina causa el sindrome nefrotico congenito que se caracteriza por proteinuria masiva la albumina atraviesa la barrera de filtracion y aparece en la orina y edema 25 sugieren la conveniencia de explorar la posible intervencion de polimorfismos de estas proteinas en la predisposicion al desarrollo o a la progresion de nefropatias proteinuricas 20 Ademas como desde 1997 es posible estudiar podocitos diferenciados en cultivo se podra explorar el efecto de factores patogenicos de la lesion glomerular y de tratamientos existentes o potenciales directamente sobre esas celulas 23 Otro campo sin explorar es el de la regeneracion del podocito Los datos que indican la posibilidad de regeneracion del miocardio lesionado por medio de celulas pluripotentes derivadas de la medula osea y la formacion de nuevas neuronas en el adulto sugieren que la perdida de podocitos puede ser reversible si se llegan a comprender los mecanismos moleculares que regulan la diferenciacion la desdiferenciacion nota 1 la proliferacion y la supervivencia del podocito 20 23 Los podocitos no estarian indefensos frente a la apoptosis Si bien es cierto que las moleculas destinadas a la defensa antiapoptosica del podocito practicamente se desconocen se sabe que la lesion de los podocitos in vivo causa un aumento de la expresion de la proteina de choque termico 27 en ingles heat shock protein 27 o Hsp27 27 Como otras proteinas de choque termico la Hsp27 tiene propiedades antiapoptosicas 28 por lo que podria representar un mecanismo endogeno de supervivencia del podocito en circunstancias adversas Ademas se ha demostrado que la Hsp27 interviene en el mantenimiento del citoesqueleto durante la lesion subletal reversible del podocito La defensa antiapoptosica del podocito podria ser un objetivo terapeutico en las nefropatias glomerulares En los ultimos anos se ha acumulado informacion que sugiere un papel fundamental del podocito en la proteinuria y en la funcion del glomerulo y los avances logrados en la biologia de esta celula permitiran desarrollar aproximaciones preventivas y terapeuticas destinadas a influir sobre su resistencia a la lesion y sobre su capacidad de regeneracion 23 El podocito rodea al capilar glomerular en su totalidad a traves de los pedicelos que se interdigitan con los de los podocitos vecinos El espacio que existe entre los pedicelos adyacentes forma las hendiduras de filtracion de 30 40 nm las que estan unidas por uniones estrechas modificadas los diafragmas La importancia de la lesion del podocito en la patogenia del sindrome nefrotico fue reconocida en 1957 en un estudio que viro la atencion de una degeneracion tubular a un aumento de la permeabilidad glomerular y postulo al podocito como sitio primario de lesion en la nefrosis lipoide 29 El podocito cumple funciones en la barrera de permeabilidad en el mantenimiento de la arquitectura glomerular en la biosintesis y en la interaccion con el medio En su funcion de filtracion el podocito actua como una barrera que impide la filtracion de macromoleculas porque cubre la membrana basal con citoplasma Las abundantes cargas negativas del glucocaliz funcionan como una barrera electrostatica Los residuos filtrados y atrapados en la membrana basal son fagocitados por el podocito En cuanto al mantenimiento de la arquitectura glomerular los podocitos contrarrestan las fuerzas hidrostaticas propias de los capilares glomerulares por medio de integrinas y distroglicanos En su funcion de biosintesis el podocito interviene en la sintesis y degradacion de la membrana basal con colageno de tipo IV fibronectina laminina heparan sulfato prostaglandinas y factores de crecimiento En lo que se refiere a su interaccion con el medio el podocito interactua con proteinas reguladoras del complemento con receptores de IgG Fc con receptores de lipoproteinas de baja densidad o LDL y con el sistema activador del plasminogeno 20 Membrana basal glomerular Editar La membrana basal glomerular impide el paso de macromoleculas en forma mecanica y electrica esta ultima debida a la presencia de moleculas de carga negativa proteoglicanos ricos en heparan sulfato 20 Esta membrana esta compuesta por dos capas finas la lamina rara interna y la lamina rara externa y una capa central gruesa la lamina densa 20 Las celulas endoteliales y epiteliales adyacentes secretan moleculas de colageno de tipo IV laminina fibronectina nidogeno entactina y proteoglicanos de heparan sulfato que forman una estructura similar a un enrejado En las tres capas que componen la membrana hay sitios anionicos los ya mencionados glucosaminoglicanos de heparan sulfato cuya eliminacion aumentaria la permeabilidad de la membrana basal glomerular 20 El colageno de tipo IV el mayor constituyente colagenoso de la membrana basal 30 es un heterotrimero que consta de un dominio carboxiterminal no colagenoso NC1 Las moleculas del colageno IV pueden asociarse a traves de este dominio para formar dimeros y por medio de sus terminaciones amino formar tetrameros 30 Entre los pedicelos que cubren la superficie externa de la membrana basal glomerular existen hendiduras de 25 a 60 nm que estan cruzadas por una membrana delgada llamada diafragma de hendidura o diafragma de filtracion Esta fina estructura es la responsable principal de impedir el paso de moleculas como la albumina 30 Mesangio renal Editar El mesangio es una especie de tejido conjuntivo formado por celulas mesangiales y matriz mesangial que se localiza en el espacio que queda entre los capilares del glomerulo y que es mas abundante en el polo vascular glomerular El espacio que hay entre las celulas glomerulares esta ocupado por las celulas mesangiales intraglomerulares Esas celulas no forman parte de la barrera de filtracion sino que son pericitos especializados que participan indirectamente en la filtracion porque contraen y reducen la superficie glomerular y por lo tanto el indice de filtracion sobre todo en respuesta al estiramiento 2 Aparte de su mision de soporte vascular el mesangio aunque como se dijo no participa de manera directa en la filtracion glomerular desempena una funcion importante en ese proceso por su capacidad de regular el flujo sanguineo intraglomerular y por ende la superficie expuesta a la filtracion Esa particularidad se debe a que el mesangio posee receptores importantes para moleculas como la angiotensina II y en segundo lugar a su aparato contractil Ademas las celulas mesangiales tienen una capacidad fagocitica y pinocitica que les confiere el poder de depurar el material de desecho de la membrana basal glomerular 31 Secretan prostaglandinas y endotelinas y los elementos de la matriz mesangial y tienen capacidad de proliferar Hay celulas mesangiales que se localizan fuera del corpusculo renal son celulas mesangiales extraglomerulares forman parte del aparato yuxtaglomerular La matriz mesangial esta formada por colageno de tipos IV V y VI proteoglicanos y fibronectina 22 Endotelio Editar El endotelio esta perforado por poros o fenestraciones de entre 70 y 100 nm de diametro que permiten la separacion mecanica de los elementos de la sangre y el plasma 20 La superficie de la celula endotelial tiene carga negativa por la presencia de una glucoproteina polianionica la podocalixina que es la principal sialoproteina glomerular La concentracion de moleculas superficiales anionicas y fenestraciones determina que el endotelio glomerular se diferencie de otras membranas plasmaticas endoteliales y permita el paso de particulas de bajo peso molecular 32 aunque no es muy eficiente para impedir el pasaje de macromoleculas 20 Barrera de filtracion glomerular Editar El corpusculo renal es la zona de la nefrona en la que se produce el ultrafiltrado de plasma orina primaria La estructura que esta a cargo del ultrafiltrado la barrera de filtracion glomerular separa la luz de los capilares glomerulares de la luz del espacio urinario de la capsula de Bowman 22 y esta formada por diversos elementos entre los que figuran 1 el endotelio fenestrado de los capilares las fenestras grandes y sin diafragma permiten el paso de todos los elementos no celulares de la sangre aunque las proteinas anionicas de gran tamano se filtran con lentitud por la cubierta de heparan sulfato que poseen las celulas endoteliales 2 la lamina basal glomerular una lamina basal gruesa de alrededor de 250 nm resultante de la fusion de las laminas basales de los podocitos de la capsula de Bowman y del endotelio de los capilares glomerulares 3 la lamina rara externa que es contigua a los pedicelos de los podocitos 4 la lamina densa que es la fusion de las dos laminas densas 5 la lamina rara interna que es contigua a las celulas endoteliales de los capilares el contenido de heparan sulfato un compuesto polianionico de las laminas raras impide la filtracion de las proteinas anionicas La red de colageno de tipo IV de la lamina densa supone un filtro fisico y 6 la membrana de la ranura de filtracion que hay entre los pedicelos de los podocitos el paso de los diversos compuestos de la sangre a traves de la barrera de filtracion glomerular depende de dos factores 22 a saber el tamano los compuestos con un tamano menor de 3 5 nm atraviesan la barrera y la carga electrica los compuestos de carga electrica positiva o neutra pasan la barrera Los compuestos que atraviesan la barrera de filtracion glomerular se vierten en el espacio urinario espacio capsular de Bowman 22 Irrigacion Editar El aparato yuxtaglomerular a posibilita que celulas especializadas controlen la composicion del liquido en el tubulo contorneado distal y ajusten el indice de filtracion glomerular La micrografia b muestra el glomerulo y las estructuras que lo circundan Podocyte podocito Juxtaglomerular cells celulas yuxtaglomerulares Renal nerve nervio renal Afferent arteriole arteriola aferente Proximal convoluted tubule tubulo contorneado proximal Brush border borde o ribete en cepillo Glomerulus glomerulo Distal convoluted tubule tubulo contorneado distal Basement membrane membrana basal Como ya se dijo el glomerulo recibe sangre de una sola arteria la arteria aferente rama de una arteria interlobulillar de la corteza del rinon 2 La contraccion o la relajacion de la arteria pueden afectar la presion de los capilares glomerulares y por consiguiente la filtracion de la sangre La actividad del sistema nervioso simpatico asi como las hormonas tambien pueden afectar el indice de filtracion glomerular mediante la modulacion de diametro de la arteriola aferente Por ejemplo en un estudio realizado en ratas se determino que la reduccion temprana del diametro de las arteriolas aferentes contribuia al desarrollo de un aumento de la presion arterial 33 Revestimiento Editar Los capilares del glomerulo estan revestidos por celulas endoteliales Son estructuras que contienen gran cantidad de poros llamados fenestras de 70 100 nm de diametro 2 que a diferencia de los de otros capilares con fenestraciones no son atravesados por diafragmas 2 Esos poros permiten la filtracion libre de solutos del plasma liquidos y proteinas pero no son lo suficientemente grandes como para que se filtren los eritrocitos Membrana basal 1 Celula epitelial 2 Membrana basal 3 Capilares del epitelio 4 Tejido conjuntivo 5 Fibroblasto El glomerulo posee una membrana basal compuesta principalmente por lamininas colageno de tipo IV agrina nota 2 y nidogeno nota 3 los que se sintetizan y son secretados tanto por las celulas endoteliales como por los podocitos Estos forman una membrana de 250 400 nm de espesor que es mas gruesa que las membranas basales de otros tipos de tejido Los efectos de las mutaciones de los constituyentes de la membrana basal glomerular sugieren que desempenaria un papel en la selectividad y la permeabilidad de la barrera de filtracion a moleculas grandes como la albumina 38 El lado externo de la membrana basal esta revestido por pliegues llamados podocitos los que a su vez estan revestidos por pliegues de citoplasma llamados prolongaciones citoplasmaticas o pedicelos 39 2 Esas estructuras controlan la filtracion de proteinas de la luz capilar al espacio de Bowman El espacio existente entre los pedicelos de podocitos adyacentes es atravesado por un diafragma de hendidura formado por varias proteinas que incluyen podocina y nefrina Ademas las moleculas con carga negativa como la albumina no pueden pasar porque los pedicelos tienen una capa de carga tambien negativa el glucocaliz que impide su filtracion 2 Drenaje de la sangre Editar Distribucion de los vasos sanguineos en la corteza del rinon La sangre es transportada fuera del glomerulo por una arteriola eferente en lugar de una venula como se observa en la mayor parte de los otros sistemas capilares 2 Esa particularidad permite un mayor control sobre el flujo sanguineo que atraviesa el glomerulo dado que las arteriolas se dilatan y se contraen mas facilmente que las venulas debido a la capa mas grande de musculo liso tunica media que poseen 2 Las arteriolas eferentes de las nefronas yuxtaglomerulares el quince por ciento de las nefronas mas proximas a la medula renal emiten ramas capilares rectas que llevan sangre isotonica a esa estructura Junto con el asa de Henle estos vasos rectos desempenan un papel crucial en el establecimiento del sistema de intercambio por contracorriente de la nefrona La arteriola eferente se forma en el extremo del glomerulo e irriga fundamentalmente los tubulos de la corteza De las arteriolas eferentes en particular de las de los glomerulos cercanos a la medula tambien surgen los vasos encargados de la irrigacion medular La arteriola eferente desemboca en una vena interlobulillar 25 Drenaje del material filtrado Editar Despues de haber atravesado los capilares del glomerulo el material filtrado entra en la capsula de Bowman y desde ahi deja el corpusculo por un tubulo contorneado proximal para ingresar en el sistema de conductos colectores de la nefrona 2 Funciones Editar El glomerulo es la red de capilares ilustrada en rojo La sangre fluye a traves de la arteriola aferente y sale a traves de la arteriola eferente flechas La estructura redonda de doble pared en blanco es la capsula de Bowman El componente liquido de la sangre plasma se filtra al atravesar la membrana glomerular que esta compuesta por la pared capilar y la capa epitelial de la capsula de Bowman La sangre filtrada sale por la parte superior del tubulo Filtracion Editar Esquema de la barrera de filtracion sangre orina del rinon A Celulas endoteliales del glomerulo 1 Poro fenestra B Membrana basal glomerular 1 Lamina rara interna 2 Lamina densa 3 Lamina rara externa C Podocitos 1 Proteina enzimatica y estructural 2 Hendidura de filtracion 3 Diafragma Los podocitos que son las celulas que tapizan el glomerulo tienen carga negativa y presentan brechas muy pequenas que evitan la filtracion de moleculas de gran tamano Cuando la inflamacion los lesiona puede haber un aumento de la permeabilidad a las proteinas La funcion mas importante del glomerulo es filtrar el plasma para producir filtrado glomerular el que descendera por el tubulo de la nefrona para formar la orina La velocidad a la que el glomerulo filtra el plasma es decir el indice de filtracion glomerular es mucho mayor que en los capilares sistemicos debido a las caracteristicas anatomicas particulares del glomerulo A diferencia de los capilares sistemicos que reciben sangre de arteriolas de alta resistencia y drenan en venulas de resistencia baja los capilares glomerulares estan conectados en ambos extremos con arteriolas de alta resistencia las ya mencionadas arteriolas aferente y eferente Esta disposicion de dos arteriolas en serie determina la alta presion hidrostatica en los capilares glomerulares que es una de las fuerzas que favorecen la filtracion a la capsula de Bowman 40 Cuando una sustancia atraviesa las celulas endoteliales de los capilares glomerulares la membrana basal glomerular y los podocitos para entrar en la luz del tubulo se trata de filtrado glomerular En cambio las sustancias que no pueden atravesar esas estructuras no son filtradas en el glomerulo sino que salen de el a traves de la arteriola eferente para volver a formar parte de la circulacion Permeabilidad Editar Las estructuras de las capas determinan su permeabilidad selectiva Los factores que influyen en esa propiedad son la carga negativa de la membrana basal y el epitelio de los podocitos y el tamano efectivo de los poros de la pared glomerular 8 nm Como resultado las moleculas de gran tamano o de carga negativa atravesaran las membranas con una frecuencia mucho menor que las pequenas o de carga positiva 41 Por ejemplo los iones pequenos como los de sodio y potasio las atraviesan libremente mientras que para proteinas grandes como la hemoglobina y la albumina practicamente no hay permeabilidad La presion oncotica sobre los capilares glomerulares es una de las fuerzas que ofrecen resistencia a la filtracion Como las proteinas grandes y de carga negativa tienen baja permeabilidad no pueden filtrarse facilmente a la capsula de Bowman Por lo tanto la concentracion de esas proteinas tiende a aumentar cuando los capilares glomerulares filtran el plasma lo que incrementa la presion oncotica en toda la longitud de esas estructuras 40 Ecuacion de Starling Editar La influencia de las fuerzas hidrostaticas y oncoticas o fuerzas de Starling sobre el movimiento del flujo a traves de las membranas capilares se describe en la ecuacion de Starling 40 42 Q K f P c P i R p c p i displaystyle Q K f P c P i R pi c pi i En donde Kf es el coeficiente de filtracion y expresa la permeabilidad de la pared capilar para los liquidos Pc es la presion hidrostatica capilar Pi es la presion hidrostatica intersticial R es el coeficiente de reflexion un valor que es indice de la eficacia de la pared capilar para impedir el paso de proteinas y que se admite que en condiciones normales es igual a 1 lo que significa que es totalmente impermeable a ellas y en situaciones patologicas es inferior a 1 hasta alcanzar el valor 0 cuando puede ser atravesada por ellas sin dificultad pc es la presion oncotica capilar pi es la presion oncotica intersticialTodas las presiones son medidas en milimetros de mercurio mm Hg y el coeficiente de filtracion se mide en mililitros por minuto por milimetros de mercurio mL min 1 mm Hg 1 Por ejemplo Presion hidrostatica arteriolar Pc 37 mm Hg Presion hidrostatica venular Pc 17 mm HgRegulacion de la presion arterial Editar Las paredes de la arteriola aferente contienen celulas de musculo liso especializadas que sintetizan renina Estas celulas yuxtaglomerulares desempenan una funcion importante en el sistema renina angiotensina lo que ayuda a regular la presion arterialPatologia Editar Muestra histologica de un glomerulo afectado por un trombo El glomerulo puede ser afectado por numerosas enfermedades entre las que se destacan las diversas formas de una enfermedad que se produce cuando hay inflamacion glomerular la llamada glomerulonefritis Esa nefropatia se asocia con proteinuria hematuria y trastornos de la excrecion del sodio con hipertension y edema Los pedicelos de los podocitos pueden atrofiarse lo que favorece mucho la filtracion patologica de albumina En algunos casos de glomerulonefritis se detecta un aumento de la cantidad de celulas en los glomerulos un engrosamiento de la membrana basal o cicatrizacion esclerosis glomerular Imagen microscopica de los vasos sanguineos obstruidos en el rinon inflamado de una paciente con glomerulonefritis aguda Existen enfermedades que comprometen los glomerulos los tubulos el intersticio y los vasos sanguineos y lo primero y mas necesario para llegar al diagnostico es el conocimiento de la morfologia normal de cada una de esas estructuras en particular de las variaciones que pueden presentar en relacion con la edad del paciente Para estudiar las patologias glomerulares la mayor parte de las veces se recurre al microscopio electronico de transmision MET aparato con el que se analiza cada uno de los elementos que conforman el ovillo de capilares conocido como corpusculo renal a saber los podocitos numero gotas de reabsorcion proteica nota 4 inclusiones citoplasmaticas estado de los pedicelos el endotelio fenestraciones caracteristicas del citoplasma el mesangio numero de celulas y estado de la matriz y la membrana basal glomerular espesor textura y contornos 43 En esta imagen se ven la fenestras en el interior de un capilar glomerular roto Microscopio electronico de barrido 100 000x Despues de estudiar detenidamente estos componentes se establece la presencia o la ausencia de los depositos electrodensos que participan en la patogenia de diversas enfermedades renales inmunitarias o no inmunitarias Entre las diversas entidades clinicoanatomopatologicas en las que la microscopia electronica de transmision es la unica herramienta diagnostica util se destacan patologias geneticas clasicas que afectan las membranas basales como el sindrome de Alport y la nefropatia por membrana basal delgada enfermedades caracterizadas por la presencia de depositos extracelulares de diversa localizacion y naturaleza bioquimica como la enfermedad por depositos densos la glomerulopatia fibrilar inmunotactoide nota 5 la gomerulopatia colagenofibrotica una enfermedad rara caracterizada por el deposito de colageno de tipo III por lo general inexistente en el glomerulo a nivel de la matriz mesangial y del espacio subendotelial Existen controversias sobre si se trata de una enfermedad renal primaria o de la secuela de una enfermedad sistemica porque se la ha descrito tanto de forma aislada como en el contexto de procesos extrarrenales como la fibrosis perisinusoidal hepatica 45 y el sindrome una rotula 44 y una enfermedad por depositos lisosomicos que afecta los podocitos el endotelio y el epitelio tubular la enfermedad de Fabry Cada una de las entidades mencionadas todas ellas de etiopatogenia tan diversa exige que se obtenga una muestra de tejido renal para microscopia electronica de transmision que luego el anatomopatologo decidara si se somete a analisis ultraestructural o no 43 Notas Editar Nombre que reciben las modificaciones de forma y de funcion de las celulas de distintos tejidos que son cultivadas en medios naturales o artificiales Las celulas vuelven a su estado embrionario y por ende pierden sus caracteres diferenciales 26 La agrina un proteoglicano de gran tamano que cumple su funcion mejor caracterizada en el desarrollo de la union neuromuscular durante la embriogenesis se llama asi por su participacion en la agregacion de los receptores de acetilcolina durante la sinaptogenesis En los seres humanos la agrina es codificada por el gen AGRN Esta proteina que tambien puede desempenar funciones en otros tejidos y durante otras etapas del desarrollo es un componente proteoglicano importante de la membrana basal glomerular y puede desempenar un papel en la filtracion renal y las interacciones celula matriz 34 El nidogeno 1 NID 1 tambien conocido como entactina una proteina que en los seres humanos codifica el gen NID1 es un componente de la membrana basal junto con el colageno de tipo IV los proteoglicanos heparan sulfato y glicosaminoglicanos la laminina y la fibronectina 35 36 37 El rinon filtra la sangre y en ocasiones hay proteinas plasmaticas como la albumina que se filtran pero luego son reabsorbidas en forma de cuerpos de reabsorcion Cuando este mecanismo de reabsorcion falla se produce el sindrome nefrotico caracterizado por una disminucion de la concentracion plasmatica de albumina y proteinuria eliminacion excesiva de proteinas en la orina Archivado el 21 de julio de 2015 en Wayback Machine La glomerulopatia inmunotactoide se caracteriza por la presencia de depositos glomerulares que desde el punto de vista ultraestructural muestran morfologia tubular carecen de ramificaciones y tienen un diametro de entre 20 y 90 nn y una organizacion focal paralela El termino inmunotactoide refleja la composicion inmuno y la morfologia polimerica tactoide de los depositos glomerulares Las fibrillas estan compuestas por inmunoglobulinas de cadenas ligeras y pesadas complemento y componente amiloide P una molecula de la familia de las pentraxinas muy similar a la proteina C reactiva Se observan patrones morfologicos diversos como por ejemplo engrosamiento del capilar glomerular expansion mesangial una combinacion de ambas cosas e hipercelularidad en el mesangio o extracapilar En la glomerulopatia fibrilar los depositos estan compuestos por inmunoglobulinas policlonales y complemento Se presentan como un material amorfo y eosinofilo en el mesangio y los capilares glomerulares y puede haber proliferacion celular endocapilar mesangial y extracapilar La glomerulopatia inmunotactoide se diferencia de la fibrilar por las caracteristicas ultraestructurales de los depositos que son microtubulos de 30 nm de tamano y paralelos en la inmunotactoide y fibrillas de 12 20 nm de tamano y organizadas al azar en la fibrilar 44 Referencias Editar a b c Crowley L V An Introduction to Human Disease Pathology and Pathophysiology Correlations Jones amp Bartlett Publishers 2013 815 pp ISBN 978 1 4496 3240 3 Vista previa consultada en 1 el 7 de julio de 2015 a b c d e f g h i j k l Young B et al Wheater s functional histology a text and colour atlas 5a ed cap 16 Filadelfia Churchill 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