jueves, 26 de febrero de 2009

Aparato Excretor


¿Qué es la excreción?

La excreción es la eliminación de los residuos tóxicos que producen las células de nuestro cuerpo. En este sentido, también los pulmones son, al igual que los dos riñones, importantes órganos excretores, ya que eliminan un residuo tóxico, el CO2 (dióxido de carbono).
La sangre transporta otros residuos tóxicos distintos al CO2 hasta los riñones y éstos los concentran hasta formar un líquido al que llamamos orina.

El Aparato Urinario

Es el conjunto de órganos que producen y excretan orina, el principal líquido de desecho del organismo. Esta pasa por los uréteres hasta la vejiga, donde se almacena hasta la micción (orinar).
Después de almacenarse en la vejiga la orina pasa por un conducto denominado uretra hasta el exterior del organismo. La salida de la orina se produce por la relajación involuntaria de un músculo: el esfínter vesical que se localiza entre la vejiga y la uretra, y también por la apertura voluntaria de un esfínter en la uretra.
No hay más que una diferencia entre el Aparato Urinario femenino y masculino: la uretra masculina es algo más larga y es, al mismo tiempo, una vía urinaria y una vía genital. En cambio, la uretra femenina es un conducto exclusivamente urinario, siendo independiente de los conductos genitales.





Anatomía y Función




Aparato Urinario o Excretor



Los Riñones


Su función es la elaboración de orina. En el ser humano, los riñones se sitúan a cada lado de la columna vertebral, en la zona lumbar, y están rodeados de tejido graso, la cápsula adiposa renal. Tienen forma de judía o frijol, y presentan un borde externo convexo y un borde interno cóncavo. Este último ostenta un hueco denominado hilio, por donde entran y salen los vasos sanguíneos. En el lado anterior se localiza la vena renal que recoge la sangre del riñón, y en la parte posterior la arteria renal que lleva la sangre hacia el riñones. Más atrás se localiza el uréter, un tubo que conduce la orina hacia la vejiga. El hilio nace de una cavidad más profunda, el seno renal, donde el uréter se ensancha formando un pequeño saco denominado pelvis renal. En su interior se distinguen dos zonas: la corteza renal, de color amarillento y situada en la periferia, y la médula renal, la más interna; es rojiza y presenta estructuras en forma de cono invertido cuyo vértice termina en las papilas renales. A través de estas estructuras la orina es transportada antes de ser almacenada en la pelvis renal.

La unidad estructural y funcional del riñón es la nefrona, compuesta por un corpúsculo renal, que contiene glomérulos, agregaciones u ovillos de capilares, rodeados por una capa delgada de revestimiento endotelial, denominada cápsula de Bowman y situada en el extremo ciego de los túbulos renales. Los túbulos renales o sistema tubular transportan y transforman la orina en lo largo de su recorrido hasta los túbulos colectores, que desembocan en las papilas renales.





Estructura del riñón

Los riñones son dos órganos con forma de judía en cuyo interior hay millones de estructuras tubulares denominadas nefronas. Cada nefrona está constituida por una cabeza globosa denominada corpúsculo renal y por un largo conducto llamado túbulo contorneado. En el corpúsculo se puede diferenciar una estructura en forma de copa denominada cápsula de Bowman, en cuyo interior se halla un conjunto de capilares sanguíneos llamado glomérulo.

Si se secciona un riñón humano, se pueden distinguir las siguientes partes:

Cápsula renal. Es la capa de tejido conjuntivo que presenta el riñón en su superficie.

Zona cortical. Está situada bajo la cápsula.
Tiene un aspecto granuloso, debido a que está constituida por los denominados corpúsculos renales.

Zona medular. Está situada bajo la zona cortical. Muestra un aspecto fibroso, debido a que está formada por los túbulos contorneados y por los conductos colectores.
Todos ellos están agrupados en varios conjuntos llamados pirámides renales o pirámides de Malpighi, separadas entre sí por prolongaciones de la zona cortical
Pelvis renal. Es la cavidad interna del riñón. Cuenta con varias cámaras llamadas cálices renales, que recogen la orina producida en cada una de las pirámides de Malpighi y la vierten al uréter.

Estructura interna del riñón.

Cuando se observa el corte de un riñón hemiseccionado, se aprecian dos zonas fácilmente distinguibles a simple vista: una externa o corteza, de coloración rojo ? pardusca, y un interna o médula, más pálida. La corteza renal forma un arco de tejido situado inmediatamente bajo la cápsula.
De la corteza surgen proyecciones, que se sitúan entre las unidades individuales de la médula, denominadas columnas de Bertin. Se pueden ver finas estriaciones en la corteza, que se conocen como rayos medulares. La médula renal está formada por unidades de aspecto cónico, con la base hacia la corteza, denominadas pirámides medulares o de Malpighi. El vértice de cada pirámide de dirige hacia el sistema calicial y constituye una papila. En el riñón humano existen entre 12 a 18 pirámides medulares.Se puede establecer en este momento el concepto de lóbulo renal como unidad morfofuncional constituida por una pirámide medular con su corteza renal asociada.


Vascularización renal

Debido a las características funcionales de los riñones, se comprende fácilmente que estos órganos posean una gran vascularización y que los vasos sanguíneos se repartan de una forma muy específica. Por lo cual, es importante conocer la distribución vascular para comprender tanto la histología como la fisiología renal.
La arteria renal alcanza al riñón por el hilio e inmediatamente se ramifica en dos grandes ramas, una anterior y otra posterior que, antes de penetrar en el tejido renal, se divide en varias arterias segmentarias. Una vez que éstas se introducen en el parénquima renal originan las arterias interlobulares, las cuales discurren por las columnas de Bertin hasta la base de las pirámides, donde dan lugar a las arterias arciformes que se incurvan para disponerse justamente entre la base de las pirámides y la corteza renal. A partir de ahí, las arterias arciformes emiten ramas denominadas arterias interlobulillares, que, de forma perpendicular a la superficie renal, ascienden por la corteza, donde pueden originar colaterales antes de seguir su trayecto directo hasta la superficie. De las arterias interlobulillares es de donde se van a originar las arteriolas aferentes, cada una de las cuales va a irrigar un solo glomérulo.
Al entrar al corpúsculo renal la arteriola aferente se divide en cinco a ocho ramas cortas, cada una de las cuales origina un segmento capilar diferente. En conjunto la red capilar constituye el ovillo o penacho glomerular, que es un tramado vascular de alta ultrafiltración de plasma sanguíneo. Los capilares glomerulares drenan hacia la arteriola eferente, a través de la cual la sangre abandona el glomérulo.
De las arteriolas eferentes que proceden de glomerulos yuxtamedulares, emergen entre doce y veinticinco capilares que descienden hacia la medula, siguiendo un trayecto entre los componentes tubulares, y que se denominan vasos rectos descendentes. Estos capilares se ramifican en forma de malla alrededor de las asas de Henle y túbulos colectores contribuyendo al intercambio de líquidos e iones que tiene lugar en al médula. Las terminaciones capilares convergen hacia vasos rectos ascendentes que siguen un trayecto paralelo y opuesto a los descendentes, hasta desembocar en el sistema venoso.El retorno venoso en el riñón sigue un trayecto opuesto a la circulación arterial. Los plexos capilares subcapsulares drenan hacia un plexo de venas estrelladas que, a su vez, desembocan en venas interlobulillares, las cuales descienden perpendicularmente a la superficie renal y van recibiendo la sangre procedente de las venas tributarias de al red capilar peritubular y, más abajo, de las venas tributarias procedentes de los vasos rectos. Sin embargo muchos de los vasos medulares desembocan directamente en las venas arciformes, paralelas a sus homónimas arteriales, en las que desembocan, igualmente, las venas interlobulillares. Las venas arciformes drenan en las venas interlobulares, situadas entre las pirámides medulares, y luego en las venas tributarias mayores del hilio renal para formar la vena renal que desembocará en la vena cava inferior

La formación de la orina


En los riñones se realiza la formación de la orina. Las etapas son:

Filtración. Debido a la presión y a la permeabilidad de los capilares del glomérulo, gran parte del agua de la sangre con las sustancias que lleva disueltas se filtra desde dichos capilares hacia la cápsula de Bowman; se forma así una orina muy diluida.
Reabsorción. El líquido filtrado pasa de la cápsula al túbulo contorneado, donde los capilares arteriales y venosos reabsorben agua, glucosa y aminoácidos, con lo que la sangre recupera todos sus componentes menos la mayor parte de la urea y cierta cantidad de sal. Así se evita la pérdida de sustancias útiles para el organismo. El líquido que queda en el túbulo, formado básicamente por agua y urea, es la orina.
Conducción. Del túbulo contorneado, la orina pasa al conducto colector. Las células de sus paredes cuentan con proteínas en sus membranas que expulsan sodio al exterior, aumentando la salinidad en el exterior. Esto provoca que, por ósmosis, salga agua del conducto colector a través de sus paredes permeables.
En su interior queda una orina muy concentrada que va a parar a la pelvis renal y luego al uréter.




La Orina

La orina es un líquido acuoso transparente y amarillento, de olor característico, secretado por los riñones y eliminado al exterior por el aparato urinario.
Después de la producción de orina por los riñones, ésta recorre los uréteres hasta la vejiga urinaria donde se almacena y después es expulsada al exterior del cuerpo a través de la uretra, mediante la micción.


Funciones de la orina:
Las funciones de la orina influyen en la homeostasis como son:
Eliminación de sustancias tóxicas producidas por el metabolismo celular como la urea.
Eliminación de sustancias tóxicas como la ingesta de drogas.
El control electrolítico, regulando la excreción de sodio y potasio principalmente.
Regulación hídrica o de la volemia, para el control de la tensión arterial.
Control del equilibrio ácido-base.

Composición de la orina
En los seres humanos la orina normal suele ser un líquido transparente o amarillento. Se eliminan aproximadamente 1,4 litros de orina al día. La orina normal contiene un 96% de agua,un 4% de sólidos en solución y aproximadamente 20g de urea por litro. Cerca de la mitad de los sólidos son urea, el principal producto de degradación del metabolismo de las proteínas. El resto incluye nitrógeno, cloruros, cetosteroides, fósforo, amonio, creatinina y ácido úrico.

¿Cómo fallan los riñones?

Aún no se entienden completamente muchos de los factores que influyen en la rapidez con la que se produce la insuficiencia renal. Los investigadores todavía están estudiando el efecto que tiene la proteína en la dieta y cómo los niveles de colesterol en la sangre afectan la función renal.

Insuficiencia renal aguda
Algunos problemas renales ocurren rápidamente, como un accidente que lesiona los riñones. La pérdida de mucha sangre puede causar insuficiencia renal repentina. Algunos medicamentos o sustancias venenosas pueden hacer que los riñones dejen de funcionar. A estas reducciones repentinas de la función renal se les llama insuficiencia renal aguda, ARF por sus siglas en inglés.
La insuficiencia renal aguda puede llevar a la pérdida permanente de la función renal. Pero si los riñones no sufren un daño grave, la función renal se puede recuperar.

Enfermedad renal crónica
Sin embargo, casi todos los problemas de los riñones ocurren lentamente. Una persona puede tener una enfermedad renal por muchos años sin saberlo. La pérdida gradual de la función renal se llama enfermedad renal crónica, CKD por sus siglas en inglés, o insuficiencia renal crónica. Las personas que padecen enfermedad renal crónica pueden llegar a padecer insuficiencia renal permanente. También corren un alto riesgo de morir por un derrame cerebral o un ataque al corazón.

Enfermedad renal en estado terminal
Una insuficiencia renal total o casi total y permanente se llama enfermedad renal en estado terminal, ESRD por sus siglas en inglés. Las personas con este tipo de insuficiencia renal deben recibir diálisis o un trasplante renal para conservar la vida.



Algunas Patologías Renales

  • Insuficiencia renal
    Es una disfunción de las nefronas, por lo que el riñón es incapaz de retirar la urea de la sangre y esta se acumula en ella. El enfermo debe someterse periódicamente a hemodiálisis.



  • Cólico nefrítico
    Es un espasmo muy doloroso del uréter, producido al descender por él sustancias cristalizadas, denominadas piedras o cálculos renales, que anormalmente se pueden formar en la orina. Para evitarlas se recomienda beber mucha agua.


  • Cistitis

    Es una inflamación de la vejiga urinaria originada por una infección bacteriana.
    Produce escozor al orinar y en ocasiones emisiones involuntarias de orina (incontinencia urinaria).



  • Prostatitis
    Es la inflamación de la próstata, glándula que solo posee el varón. Al inflamarse, la próstata ejerce presión sobre la uretra, provocando dificultades en la micción.

domingo, 22 de febrero de 2009

Metabolismo de la glucosa

¿Qué es la glucosa?
La glucosa es la principal fuente de energía para el metabolismo celular. Se obtiene fundamentalmente a través de la alimentación, y se almacena principalmente en el hígado, el cual tiene un papel primordial en el mantenimiento de los niveles de glucosa en la sangre.



Metabolismo

La GLUCÓLISIS es el proceso de degradación da glucosa en ausencia de oxigeno atmosférico. Es un proceso de respiración anaerobia a partir del cual la molécula de glucosa se degrada hasta dar lugar a moléculas simples de 3 átomos de carbono y liberación de una pequeña cantidad de energía. Durante la glucolisis hay liberación de átomos de hidrogeno, lo cual significa que también se libera energía en estas reacciones de oxidación.

La glucolisis es un proceso que da como resultado la formación de moléculas de 3 átomos de carbono (acido pirúvico).

Además de la formación de acido pirúvico, la glucolisis da como resultado la formación de moléculas de ATP, las cuales se formar a partir de ADP y Pi; la energía necesaria para formar el ATP es liberada precisamente en la deshidrogenación (perdida de hidrógenos de la molécula original).




El Ciclo de Krebs en el metabolismo de la Glucosa


En términos generales el ciclo de Krebs comprende un conjunto de reacciones de degradación a través del cual las moléculas complejas se van descomponiendo en moléculas más sencillas, liberando electrones, hidrogeno, bióxido de carbono y energía. Sin embargo, por ser un ciclo, en determinado momento la degradación se detiene y se efectúa a la síntesis de moléculas complejas, las cuales entran nuevamente al ciclo.


Es importante recordar que el ciclo de Krebs se origina en las mitocondrias; desde el punto de vista biológico, es un proceso de gran importancia, pues permite utilizar óptimamente moléculas orgánicas simples provenientes de las reacciones metabólicas; es decir, moléculas producidas durante el metabolismo de lípidos, carbohidratos y proteínas.




Asimismo, a través de este ciclo se lleva a cabo una transformación gradual y cíclica de energía, ya que la mayor parte de esta, está contenida en los enlaces de las moléculas orgánicas, conforme es liberada, se almacena en los enlaces de la molécula de ATP, como energía química útil para la célula en el momento en que esta la requiera.



Proceso del ciclo de Krebs...


El clico de Krebs inicia en el momento en que la molécula de acido pirúvico (con 3 átomos de carbono) se degrada a acido acético (con 2 omos de carbono) mediante una descarboxilación (perdida de CO2) y perdida de hidrogeno y electrones. El acido acético se combina con una molécula de acido oxalacético (4 átomos de carbono) provenientes del mismo ciclo; así se forma una molécula de acido cítrico (6 átomos de carbono); esta molécula sufre una descarboxilación, perdida de electrones e hidrogeno y liberación de energía, dando lugar a la formación de una molécula de 5 átomos de carbono. Dicha molécula pierde una molécula de CO2, hidrogeno, electrones y libera energía, dando lugar a la formación de acido succínico (4 átomos de carbono), el cual se transforma posteriormente en acido acético (2 átomos de carbono).
Durante la transformación de la molécula de 5 átomos de carbono a la molécula de 4 carbonos, tiene lugar la formación de la acetil coenzima A.


A través de la degradación de compuestos durante el Ciclo de Krebs se liberan paralelamente hidrógenos y electrones; este hecho es de gran importancia en la respiración, pues a través del flujo de electrones se libera una gran cantidad de energía, vital para la célula.

Durante el proceso respiratorio participan diversas enzimas, algunas de ellas se localizan precisamente en el interior de las mitocondrias de las células eucariontes. Muchas de estas enzimas participan en la transferencia de electrones durante la etapa final de la respiración aerobia, ya que en esta última fase es donde se libera la mayor cantidad de energía de todo el proceso. Esta queda almacenada en los enlaces de la molécula de ATP, la cual se forma a partir de ADP y Pi. Los electrones son transportados a través de varias moléculas orgánicas, las cuales se denominan citocromos. Durante esta trayectoria tiene lugar la formación de un enlace con alto contenido energético (Pi), el cual da lugar a la molécula de ATP; este evento constituye las fosforilación oxidativa. Finalmente, los hidrógenos pasan a formar parte de la molécula de agua, la cual es producto de la respiración, así como el bióxido de carbono liberado durante el ciclo de Krebs. Las moléculas que actúan como transportadoras son NAD (nicotidamina adenina) y FAD (nucleótido de flavinadenina).



Hormonas que intervienen en el metabolismo de la Glucosa



Enfermedades causadas por alteraciones en el aumento o disminución de la Glucosa


La glucosa es la principal fuente de energía para el metabolismo celular. Se obtiene fundamentalmente a través de la alimentación, y se almacena principalmente en el hígado, el cual tiene un papel primordial en el mantenimiento de los niveles de glucosa en sangre (glucemia). Para que esos niveles se mantengan y el almacenamiento en el hígado sea adecuado, se precisa la ayuda de la insulina, sustancia producida por el páncreas. Cuando la insulina es insuficiente, la glucosa se acumula en sangre, y si esta situación se mantiene, da lugar a una serie de complicaciones en distintos órganos. Esta es la razón principal por la que se produce aumento de glucosa en sangre, pero hay otras enfermedades y alteraciones que también la provocan. Por tanto, la determinación de glucosa en sangre (glucemia) es útil para el diagnóstico de numerosas enfermedades metabólicas, fundamentalmente de la diabetes mellitus. También es necesaria esta prueba, una vez diagnosticada la diabetes, para controlar la dosis de insulina que se debe administrar para tratarla.

Muchas formas de estrés (traumatismos, infartos, anestesia general,..) pueden aumentar los niveles de glucosa en sangre de forma pasajera.La cafeína también puede aumentarlos.Fármacos: algunos pueden aumentar los niveles de glucosa en sangre u orina, otros pueden disminuir los niveles en sangre y otros pueden interferir en los resultados obtenidos con las tiras reactivas para medir la glucosuria

La hiperglucemia o elevación de los niveles de glucosa en sangre, puede estar causada por diversas enfermedades o situaciones anormales




En resumen:



GLOSARIO

NUCLEOTIDO:Los nucleótidos son moléculas orgánicas formadas por la unión covalente de un monosacárido de cinco carbonos (pentosa), una base nitrogenada y un grupo fosfato. Son los monómeros de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) en los cuales forman cadenas lineales de miles o millones de nucleótidos, pero también realizan funciones importantes como moléculas libres





ATP: El trifosfato de adenosina o adenosín trifosfato (ATP) es un nucleótido básico en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato. Se encuentra incorporada en los ácidos nucleicos.Se produce durante la fotosíntesis y la respiración celular, y es consumida por muchos enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos.Su fórmula es C10H16N5O13P3.


ADP:El adenosín difosfato (ADP) es un nucleótido di fosfato, es decir, un compuesto químico formado por un nucleósido y dos radicales fosfato. En este caso el nucleósido lo componen una base púrica, la adenina, y un azúcar del tipo pentosa que es la ribosa.Es la parte sin fosforilar del ATP. Se produce ADP cuando hay alguna descarboxilación en algunos de los compuestos de la glucólisis en el ciclo de Krebs.


NAD:La dinucleótido de nicotinamida adenina (NAD+) es una coenzima que contiene la vitamina B3 y cuya función principal es el intercambio de electrones e hidrogeniones en la producción de energía de todas las células.




NADP: La nicotinamida adenín dinucleótido fosfato, siendo la NADPH su forma reducida; su mecanismo de acción es similar al descrito para el NAD+. La principal función del NADP+ es la oxidación de la glucosa-6-fosfato a 6-fosfato-gluconato en la Via de las pentosas, via alternativa de la oxidación de la Glucosa, cuyo objetivo principal es la producción de Ribosas y NADPH para su utilización durante la Sintesis de Acidos Grasos.


NADH: la ubiquinona oxidorreductasa o complejo I es un gran complejo multienzimático que cataliza la transferencia de electrones del NADH al coenzima Q en la cadena respiratoria. Es el mayor complejo de la cadena respiratoria; en los mamíferos consta de 45 cadenas polipeptídicas, de las cuales, siete están codificadas por el genoma mitocondrial. Contiene FMN como grupo prostético y 8 cúmulos hierro-azufre.



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