CAPÍTULO 10 / TEMA 4

Sistema urinario

Una vez que el cuerpo humano absorbe los nutrientes necesarios de los alimentos para el mantenimiento de todas las funciones corporales, productos de desecho se mantienen en la sangre y en los intestinos. El sistema urinario realiza un importante rol en la eliminación de esos desechos.

¿QUÉ ES EL SISTEMA URINARIO?

Es el conjunto de órganos especializados por los que circula la orina. El sistema urinario es el encargado de eliminar del organismo las sustancias nocivas que se forman en las células y de contribuir a mantener la reacción alcalina de la sangre. Está formado esencialmente por dos riñones que vuelcan cada uno su contenido en la vejiga por medio de tubos llamados uréteres. La vejiga, a su vez, evacua su contenido al exterior por medio de un conducto llamado uretra.

Componentes del sistema urinario.

¿Cómo funciona?

  • El cuerpo absorbe los nutrientes que necesita de los alimentos y los usa para que el organismo funcione correctamente.
  • Después de absorber los nutrientes necesarios, se crean sustancias nitrogenadas de desecho producto del metabolismo que permanecen en la sangre, como la urea, el ácido úrico y la creatinina.
  • El aparato urinario elimina de la sangre estos compuestos, principalmente la urea, la cual se transporta a los riñones por medio del torrente sanguíneo.
Producción de urea

 

La urea se produce en el cuerpo cuando se descomponen alimentos ingeridos que contienen proteína, como la carne de res, la carne de ave y algunos vegetales.

  • Los riñones eliminan la urea a través de las nefronas, pequeñas unidades de filtrado en las que se forma la orina.
  • Desde los riñones, la orina se dirige hasta la vejiga a través de los uréteres.
  • Los músculos de las paredes del uréter se contraen y relajan constantemente, lo que permite forzar la orina hacia abajo, fuera de los riñones.
¿Sabías qué?
Pequeñas cantidades de orina se vierten en la vejiga desde los uréteres aproximadamente cada 15 segundos.
  • La vejiga almacena la orina hasta que pueda expulsarse. Cuando está llena, se hincha en forma redonda y puede retener hasta medio litro de orina de 2 a 5 horas.
  • Los esfínteres evitan el goteo de la orina. Estos pequeños músculos se cierran con fuerza alrededor de la abertura de la vejiga, justo donde se conecta con la uretra, canal que permite la expulsión de la orina fuerza del cuerpo.
  • Los nervios de la vejiga son los responsables de hacerle saber a los individuos cuándo es tiempo de vaciarla. El cerebro envía señales a los esfínteres para que se aprieten o relajen durante el proceso de expulsión.
  • Cuando los esfínteres se relajan, la orina sale por la uretra, acto conocido como micción.
¿Sabías qué?
Un adulto puede eliminar cerca de un litro y medio de orina al día.
Sistemas involucrados en la excreción
Sistema urinario Sistema integumentario Sistema respiratorio
Los riñones son los órganos principales. La piel es el órgano principal. Los pulmones son los órganos principales.
Excreta compuestos nitrogenados, agua y electrolitos. Excreta compuestos nitrogenados, agua y electrolitos. Excreta dióxido de carbono y agua.

ÓRGANOS URINARIOS

Riñones

Son dos órganos colocados en el abdomen a ambos lados de la columna vertebral. Se hallan a la altura de la última vértebra dorsal y de las dos primeras lumbares. Tienen unos 10 a 12 centímetros de largo, unos 5 o 6 centímetros de ancho y alrededor de 3 centímetros de espesor. Pesan cerca de 150 gramos cada uno y su color es rojo castaño.

Anatomía de un riñón humano.

Los riñones son de gran importancia para mantener el balance de líquidos y los niveles de sal, así como el equilibrio ácido-base. También ayudan a mantener la tensión arterial normal; para ello, segregan hormona renina y elaboran la hormona eritropoyetina.

Los riñones extraen los productos residuales de la sangre a través de millones de pequeños filtros denominados nefronas, que son las unidades funcionales de los riñones. Hay aproximadamente un millón de nefronas en cada riñón. Cada una de ellas cuenta con un corpúsculo renal y un túbulo urinífero. Estos desembocan en canales colectores que llevan la orina a los cálices y a la pelvis renal.

Uréteres

Son conductores pares que se originan en la pelvis renal y trasladan la orina desde cada riñón hasta la vejiga urinaria, en donde desembocan para formar los llamados meatos ureterales, cuya disposición en la válvula permite a la orina pasar gota a gota del uréter a la vejiga, pero no viceversa. Su interior está revestido de un epitelio y su pared contiene músculo liso.

En una persona adulta, los uréteres tienen una longitud de 25 a 35 centímetros y un diámetro de 3 milímetros. Se ubican en la parte posterior del abdomen y descienden hacia la vejiga por medio de sus paredes en forma oblicua, para desembocar finalmente en el trígono vesical a través de los orificios ureterales.

Circulación

 

En los orificios ureterales hay un esfínter involuntario que controla la circulación del flujo urinario hacia una sola dirección. Sin embargo, cuando la vejiga está llena, cada orificio ureteral se cierra por la propia contracción muscular de la vejiga, de este modo se evita el reflujo de orina hacia el riñón.

Los uréteres poseen tres capas:

  • Capa externa o serosa: formada por tejido conjuntivo que ayuda a proteger al órgano del resto de las vísceras.
  • Capa muscular o media: formada por dos capas de músculo liso colocadas en forma longitudinal y circular. Las capas musculares son responsables del avance de la orina en una sola dirección a través movimientos de contracción y relajación.
  • Capa interna o mucosa: cubierta por tejido epitelial estratificado.
Anatomía del uréter.

Vejiga

Es un órgano que conforma el tracto urinario en el que se deposita la orina que proviene de los riñones a través de los uréteres. La vejiga está situada en la parte inferior del abdomen y superior de la pelvis y tiende a tomar una forma ovoidea cuando está llena.

Tiene una capacidad aproximada de entre 300 y 350 centímetros cúbicos. Cuenta con tres capas: una serosa, una muscular y una mucosa. La capa serosa es un recubrimiento exterior y que está rodeado por el peritoneo; la capa muscular está formada por un músculo liso que al contraerse expulsa la orina y que tiene como freno a los esfínteres de la uretra; y la capa mucosa está formada por el epitelio de transición urinario y una lámina de tejido conjuntivo.

Además, en su interior, cuenta con un trígono vesical, región por la que entran los uréteres a la vejiga. El trígono ocupa la zona posterior e inferior de la vejiga.

La cistitis

 

Es una infección que se puede presentar en cualquier parte a lo largo del tracto urinario: los riñones, los uréteres, la vejiga o la uretra. Es muy común que las infecciones afecten principalmente la vejiga y la uretra.

Anatomía de la vejiga.

Uretra

Anatomía de la uretra en la mujer.
Anatomía de la uretra en el hombre.

Es el órgano conductor de la orina desde la vejiga hasta el exterior del cuerpo. Prácticamente es el final del proceso urinario. Su principal función consiste en excretar, aunque en los hombres también cumple una función reproductiva, pues por este conducto también pasa el semen desde las vesículas seminales hasta el exterior.

Si bien la uretra es esencialmente el órgano excretor de la orina, su forma es diferente en hombres y mujeres. En los hombres la uretra mide cerca de 20 centímetros de largo, mientras que en las mujeres mide cerca de 3 centímetros. La uretra masculina pasa por la glándula protática y luego a través del pene, y la femenina está adherida con fuerza a la pared de la vagina.

¿CÓMO SE FORMA LA ORINA?

La orina se forma esencialmente por medio de tres procesos dentro de las nefronas: la filtración glomerular, la reabsorción tubular y la secreción tubular.

Formación de la orina.

La filtración glomerular

Este proceso permite el paso de un líquido con composición química parecida al plasma sanguíneo desde el glomérulo hacia la cápsula de Bowman. Ese líquido no contiene proteínas, ni glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas, pues éstas no logran atravesar los capilares glomerulares.

¿Sabías qué?
Por medio del índice de filtrado glomerular se ha podido deducir que cada 24 horas se filtran 180 litros de orina en ambos riñones.
¿Qué es el glomérulo renal?

 

Es un conjunto de redes capilares que están protegidas por una envoltura ubicada en las nefronas en cada riñón. Son las responsables de filtrar la sangre para reabsorber materiales de provecho y extraer los desechos en forma de orina.

La reabsorción tubular

Todos aquellos componentes que fueron filtrados en el glomérulo regresan nuevamente a la sangre, luego se reabsorben. Esto ocurre a lo largo del tubo renal y permite la recuperación de agua, sales, azúcares y aminoácidos que fueron filtrados en el glomérulo.

La secreción lobular y excreción

Consiste en el paso de algunos iones desde los capilares hacia el interior del túbulo, acto opuesto al de la reabsorción. Durante este proceso se eliminan iones amonio NH4+ e hidrógenos H+ que contribuyen al mantenimiento del pH de la sangre.

PROBLEMAS RELACIONADOS CON EL SISTEMA URINARIO

Piedras en los riñones (litiasis)

Se forman en el riñón debido a sustancias presentes en la orina, pero se pueden alojar en cualquier parte del aparato urinario. Pueden tener diferentes tamaños, una piedra pequeña puede realizar el recorrido de la orina y así ser eliminada del cuerpo sin mayor dolor. En cambio, una piedra más grande puede obstruir el flujo de la orina y causar mucho dolor. Una de las mejores formas de prevenir la formación de piedras consiste en ingerir abundante agua.

Piedras en el riñón derecho.

Insuficiencia renal

Los riñones pueden dejar de funcionar por diversas causas, cuando esto sucede comienzan a acumularse desechos en el organismo, se produce un aumento de la presión arterial e insuficiente producción de glóbulos rojos. Se denomina enfermedad crónica de los riñones.

Enfermedad renal crónica

 

Se relaciona principalmente con la presencia de diabetes e hipertensión arterial, aunque otros factores de riesgo cardiovascular, como el consumo de tabaco y el colesterol elevado, también pueden predisponer a su desarrollo.

Proteinuria

Las moléculas de las proteínas son grandes y no pasan por los filtros de los riñones, excepto unas ínfimas partículas. Cuando la cantidad de proteínas que aparece en la orina es muy grande, significa que los poros de los filtros están dañados.

Retención urinaria

Es la dificultad de vaciar la vejiga. La orina queda en la vejiga por diversas causas: obstrucción del esfínter, estrés, problemas neurológicos y fallas en los músculos que contraen la vejiga.

Incontinencia urinaria

Es la falta del control de retención de la orina y la consecuente pérdida involuntaria. Existen varias causas y tipos de incontinencia. Los tratamientos los determina el médico y pueden ser desde sencillos ejercicios hasta cirugías. Generalmente, las mujeres son las más afectadas.

La diálisis

 

Es un proceso artificial que filtra la sangre. Se utiliza cuando los riñones no funcionan, entonces, por medio de una máquina se extraen las sustancias nocivas y el exceso de agua acumulado en el organismo. Existen dos tipos de diálisis: la hemodiálisis y la peritoneal.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo destacado “Enfermedad renal crónica”

Artículo que destaca la importancia de esta enfermedad, así como sus causas y medidas preventivas.

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Artículo “Infecciones del tracto urinario”

Recurso explicativo sobre las infecciones causadas por gérmenes, en general bacterias, que suelen ingresar a la uretra y luego a la vejiga.

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Infografía “Sistema excretor”

Esta infografía describe el funcionamiento de los sistemas que excretan sustancias tóxicas del cuerpo humano, entre ellos, el sistema urinario.

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ADN y ARN

El ADN y el ARN son polímeros lineales largos, llamados ácidos nucleicos. Son las moléculas responsables del almacenamiento y la lectura de la información genética de los seres vivos, que puede transmitirse de una generación a la siguiente. Estas macromoléculas consisten en una gran cantidad de nucleótidos unidos, cada uno compuesto de un azúcar, un fosfato y una base.

ADN ARN
Nombre Ácido desoxirribonucleico. Ácido ribonucleico.
Función Almacenar y transferir la información genética. Codificar directamente los aminoácidos y actuar como mensajero entre el ADN y los ribosomas para producir proteínas.
Estructura Doble hélice, molécula bicatenaria que consiste en una larga cadena de nucleótidos. Hélice de cadena sencilla que consiste en cadenas más cortas de nucleótidos.
Bases nitrogenadas Adenina, timina, citosina y guanina Adenina, uracilo, citosina y guanina
Emparejamiento de las bases AT-GC AU-GC
Tipo de azúcar Desoxirribosa Ribosa
Ubicación Núcleo y una pequeña parte en las mitocondrias. Nucléolo y luego se mueve a regiones especializadas del citoplasma.
Propagación Se autorreplica. Se sintetiza a partir del ADN.
Sensibilidad ultravioleta Vulnerable al daño UV. Más resistente al daño UV.
Estabilidad Estable en condiciones alcalinas. No es estable en condiciones alcalinas y es suceptible al ataque enzimático.
Diferencia

 

Mutación

Las mutaciones provocan cambios en el ADN, los cuales pueden provocar desórdenes genéticos devastadores o adaptaciones beneficiosas, razón por la cual es de suma importancia estudiarlas.

¿Qué son las mutaciones?

Las mutaciones son cambios en las secuencias del ADN o ARN y son una de las causas principales de la diversidad biológica. Se producen en muchos niveles diferentes, desde un bloque del ADN hasta un segmento de algún cromosoma, y tienen consecuencias diferentes en cada organismo.

A pesar de que existen varios tipos de cambios moleculares, la mutación se refiere típicamente a los cambios en los ácidos nucleicos.
A pesar de que existen varios tipos de cambios moleculares, la mutación se refiere típicamente a los cambios en los ácidos nucleicos.

En los sistemas biológicos capaces de reproducirse, los cambios pueden ser o no heredables. Por ejemplo, algunas mutaciones afectan a un solo individuo, el que la porta, mientras que otras a todos los descendientes del organismo portador y por lo tanto a futuras generaciones.

Mutaciones hereditarias vs. mutaciones somáticas o adquiridas

Las mutaciones hereditarias son aquellas que pasan de padres a hijos, generalmente están presentes en toda la vida de la persona y ocupan prácticamente todas las células de su cuerpo. Estas mutaciones también se conocen como mutaciones de línea germinal, porque se pueden hallarse en las células germinales del padre o de la madre, es decir, en el óvulo o los espermatozoides.

Las mutaciones hereditarias se producen en las células sexuales.
Las mutaciones hereditarias se producen en las células sexuales.

Por otro lado, las mutaciones adquiridas o somáticas pueden producirse en algún momento de la vida de la persona, pero sólo estarán presentes en ciertas células del cuerpo. Estas no son pasadas a las siguientes generaciones porque no se producen en las células germinales, ocurren en las somáticas.

Las mutaciones adquiridas se pueden generar por factores ambientales o errores durante la división celular de las células somáticas.

Tipos de mutaciones

Existen muchas formas diferentes en las que el ADN puede cambiar, lo que da como resultado diversos tipos de mutaciones, las cuales se diferencias entre sí de acuerdo al lugar donde se producen, dividiéndose en:

  • Mutaciones génicas o moleculares.
  • Mutaciones cromosómicas.
  • Mutaciones genómicas.

Mutaciones genéticas

Son aquellas que ocurren cuando se producen cambios en la secuencia de nucleótidos del ARN, lo que puede traer como consecuencia que se formen las proteínas incorrectas. Dentro de este tipo se encuentran:

  • Sustituciones: son aquellas en las que hay un intercambio entre dos bases nitrogenadas, ejemplo, un cambio entre una timina (T) y una citosina (C). Dicha sustitución podría cambiar el codón y generar un aminoácido diferente, lo que provocará a su vez un cambio en la proteína producida.

CTGGAG

CTGGTG

La anemia falciforme es causada por una mutación de sustitución, en esta el codón GAG muta a GTG, y conduce al cambio del aminoácido glutamato a valina.

En algunos casos las sustituciones pueden no afectar la estructura de la proteína, a éstas se las conoce como mutaciones silenciosas.

Mutaciones cromosómicas

Son aquellas que afectan a los cromosomas mediante las supresiones o duplicaciones de algún segmento del cromosoma. Dentro de este tipo se encuentran:

  • Inserciones: son aquellas mutaciones en las que pares de bases extra se insertan en el ADN. Este número de bases puede variar entre uno y miles. La enfermedad de Huntington y el síndrome de X frágil son ejemplos de este tipo de mutaciones.
Mutación de tipo inversión.
Mutación de tipo inversión.
  • Deleciones: son aquellas en las que se suprime o se pierde una sección del ADN. El número de bases suprimidas puede variar de uno a miles.

El síndrome de deleción 22q11.2 es un ejemplo de mutación por deleción, en éste se suprimen algunos pares de bases del cromosoma 22, lo que trae como consecuencias, trastornos autoinmunes y defectos cardíacos.

Mutación de tipo deleción.
Mutación de tipo deleción.
  • Translocaciones: son aquellas mutaciones en las que una porción del ADN es pasada de un cromosoma a otro no homólogo. Algunos tipos de leucemia son provocados por translocaciones.
Mutación de tipo translocación.
Mutación de tipo translocación.

Mutaciones genómicas

También conocidas como mutaciones numéricas, son aquellas que afectan el número total de cromosomas de un individuo. Dentro de este tipo se pueden destacar:

  • Poliploidía: es aquella condición en la que un organismo diploide adquiere uno o más juegos de cromosomas adicionales. La poliploidía se produce como consecuencia de la no separación o separación incompleta de los cromosomas durante la mitosis o meiosis.
  • Aneuploidía: en este caso la mutación se produce en uno o varios cromosomas pero no afecta el juego completo, como en el caso de la poliploidía. La aneuploidía genera un número anormal de algún cromosoma. De acuerdo a esto, las aneuploidias pueden ser de tipo, monosomías, trisomías y tetrasomías, entre otras, de acuerdo al número de cromosomas que se dupliquen.
El síndrome de Down se produce porque hay 3 cromosomas del tipo 21, por eso también se conoce como trisomía 21.
El síndrome de Down se produce porque hay 3 cromosomas del tipo 21, por eso también se conoce como trisomía 21.
  • Haploidía: son aquellas en las que se produce una disminución en el juego total de cromosomas de un individuo.

Efectos de las mutaciones

Los efectos de las mutaciones pueden ser beneficiosos, perjudiciales o neutrales, todo depende del contexto y de la ubicación donde ocurra la misma.

La mayoría de las mutaciones no neutrales son deletéreas, es decir, afectan la capacidad de un individuo sin causarle la muerte. Generalmente, cuanto mayor es el número de bases afectadas por una mutación, mayor será el efecto de la misma sobre el individuo.

Las mutaciones pueden variar en efecto, algunas pueden tener efectos enormes, mientras que otras, tienen efectos pequeños que pueden generar cambios evolutivos.

La mayoría de las veces en las que ocurre una mutación, se logra invertir por los procesos de reparación del ADN, los cuales están en constante trabajo para evitar cualquier error. Sin embargo, algunos cambios pueden permanecer y son los potencialmente generaran una enfermedad.