Avui he dinat ronyó de porc (a banda d’una deliciosa amanida de brots tendres, alvocat, formatge comté i salmó). Com vaig comentar ja fa un temps al blog sobre la Denise Minger i el Ancestral Health Sympossium 2012, les vísceres animals són molt denses en nutrients.
No són l’àpat més suculent del món, i per a un ex-vegetarià com jo encara representa cert dilema posar-se a cuinar quelcom tant… “salvatge”. Però, sent pragmàtics, posats a menjar carn, és millor triar fonts altament nutritives i naturals que no pas altres coses que podrien semblar més “desproveïdes” de crueltat, com una hamburguesa del McDonals dins d’un Happy Meal i una joguineta de regal… que en el fons, comporten el mateix: un sacrifici en pro del benefici humà.
I direu: a què ve això ara? Bé, resulta que curiosament, del curs que estic fent al Coursera sobre introducció a la fisiologia humana, el tema que estava estudiant avui va sobre els ronyons i la seva funció a l’organisme. Molta casualitat, no? M’agrada aprofitar aquestes casualitats, per mi són com una senyal. No crec en el destí, però certament em fan gràcia. Aprofitant que estava fent una mica de resums sobre el temari, he pensat que, en la mateixa línia dels apunts de la universitat, podia també aprofitar el moment per fer un post al blog.
De fet, aquest curs de fisiologia humana de la Universitat de Duke que s’imparteix des de la plataforma Coursera és molt interessant, i en part m’agradaria fer un resum dels continguts de les 12 setmanes que ha durat el curs i que, amb aquesta setmana, arriba al final. Val a dir que el curs és molt més complicat del que esperava i per això, en part, necessito fer resums, contrastar amb altres pàgines per internet més senzilles i organitzar idees, ja que el nivell en que entra és força avançat i requereix temps i ganes per pair-ho si no tens un rerefons de ciències de la salut. En part em frustra una mica ja que moltes coses no les comprenc, però, d’altra banda, tot el que en pugui extreure estarà bé, que al cap i a la fi el faig perquè vull.
En qualsevol cas, quan em vaig apuntar a aquest curs (Juliol passat) només em ballava pel cap la idea de fer la carrera de nutrició, però no estava decidit. Ara se’m solapen els dos! Segurament, tard o d’hora em tornaré a retrobar amb tot això a la carrera, per tant cap problema, ja tinc una mica més de base per a llavors 😉
Estructura general del sistema urinari
El sistema o aparell urinari humà és el conjunt d’òrgans encarregats de la producció d’orina a través de la qual s’eliminen els productes de rebuig del metabolisme. També és l’encarregat de la osmoregulació, és a dir, l’equilibri de fluids de l’organisme per a mantenir un funcionament òptim (homeòstasi). Per a aquest menester, a grans trets, certes substàncies seran conservades a l’organisme a través de mecanismes de reabsorció, mentre que d’altres seran excretades com a producte final, la orina.
L’aparell urinari humà està format bàsicament per dues parts que són:
- Els òrgans secretors – els ronyons -dos-, els protagonistes del blog d’avui!
- La via excretora – que recull l’orina i l’expulsa a l’exterior, entre les quals parts podem trobar l’urèter, la veixiga i la uretra.
Aparell urinari
Estructura del ronyó
Els ronyons estan situats a la part posterior de l’abdomen i tenen una longitud aproximada d’entre 12 i 13 cm de llargada, uns 6 d’amplada i uns 4 de gruix. Pesen al voltant dels 130 i 170 grams i tenen una forma que recorda una fava.
Les diferents parts que el composen són: 
- Piràmide renal
- Artèria eferent
- Arteria renal
- Vena renal
- Ílium renal
- Pelvis renal
- Urèter
- Calze menor
- Càpsula renal
- Càpsula renal inferior
- Càpsula renal superior
- Vena aferent
- Nefrona
- Calze menor
- Calze major
- Papil·la renal
- Columna renal
Funcions bàsiques dels ronyons
A grans trets, les principals funcions dels ronyons es poden dividir en les següent:
- Balanç de fluids
- Balanç d’electròlits
- Eliminació dels residus líquids
- Eliminació de substàncies tòxiques, drogues o medicacions
- Funcions endocrines
Veiem més en detall cadascuna d’aquestes funcions i les parts dels ronyons involucrades.
La nefrona i la filtració
A nivell microscòpic, el ronyó està format per més d’un milió d’unitats funcionals anomenades nefrones. En la nefrona és on té lloc la filtració del plasma sanguini (la sang) i la formació de la orina. Regulen l’aigua i la matèria soluble (especialment els electròlits).
Parts de la nefrona:
- Corpuscle renal
- Túbul renal
- Glomèrul renal
- Càpsula de Bowman
- Nansa de Henle
Resumint una mica: cada nefró o nefrona es composa d’un element de filtratge inicial (el corpuscle renal) i un túbul especialitzat per a la reabsorció i secreció (el túbul renal). Aquest corpuscle renal a la vegada es composa per un glomèrul renal i la càpsula de Bowman. El glomèrul rep el subministrament de sang d’una arteriola aferent de la circulació renal, i a través de la pressió glomerular l’aigua i els soluts es transporten cap a la càpsula de Bowman. La resta de sang (la majoria) passa a l’arteriola aferent i finalment s’uneix al torrent sanguini principal.
Aquí va un vídeo per a que quedi més clar perquè, sincerament, a partir d’aquest resum dels apunts de la Duke University i la Wikipedia ni jo mateix entenc el que estic escrivint 🙂
[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=4HnPC-0Q3yg&w=640&h=360]
Una miqueta més clar? La idea bàsica és que la nefrona és l’encarregada de filtrar la sang i retirar els residus metabòlics. Recordar els quatre processos bàsics que realitza per a tal menester, que són:
- Filtració – Pas de la sang dels capil·lars al interior de la cél·lula de Bowman, degut a la diferencia de pressions que hi ha entre la sang i el glomèrul.
- Reabsorció – Té lloc a la nansa de Henle mitjançant senyals del cervell que ordenen la reabsorció dels continguts necessaris pel cos.
- Secreció – El contrari a la reabsorció, els materials de rebuig passen al túbul contornejat distal. Això no és el mateix que la excreció a través de la orina, que té lloc a posteriori.
- Excreció – Finalment els residus són eliminats a través de la orina.
Filtració glomerular
En relació a la filtració, es defineix com filtrat glomerular el volum de fluid filtrat per unitat de temps des dels capil·lars glomerulars fins a la càpsula de Bowman. Es medeix en mililitres per minut (ml/min), típicament es filtren uns 125 ml de líquid per minut, i és un bon marcador per a mesurar la funció renal. Conceptualment ho hem definit com el moviment de la sang dels capil·lars a la càpsula de Bowman degut a la diferència de pressions.
Hi ha tres tipus de pressió que hi intervenen en aquest procés:
- La pressió hidrostàtica als glomèruls
- La pressió hidrostàtica a la cèl·lula de Bowman
- La pressió oncòtica als glomèruls
A grans trets, la pressió hidrostàtica capi·lar facilita la filtració i la oncòtica la dificulta, juguen una en contra de l’altra. El resultat total de la diferència de pressions s’anomena la pressió de filtració neta.
Descripció gràfica de les diferents pressions que determinen finalment la pressió de filtració neta
Per a mesurar aquest índex de filtració es pot fer de diverses maneres, la més exacta és l’administració exògena de inulina. La inulina és un polisacàrid que ni s’absorbeix ni se secreta pel sistema de túbuls després d’haver estat filtrada, per tant el seu ritme d’excreció és directament proporcional al de filtració d’aigua i soluts.
Una altra opció més pràctica és la mesura del ritme d’evacuació de la creatinina, ja que la creatinina és un producte endogen del cos (que el generem nosaltres vaja, no s’ha d’administrar a diferència de la inulina), degradat de la creatina dels músculs. Una mica de creatinina es perd en la secreció i per tant no és tant exacte com el mètode de la inulina però en general es considera un bon marcador.
Control i auto-regulació de la filtració glomerular (GFR)
De què depenen aquestes pressions i com les regula el cos? Per a que els ronyons funcionin correctament, la velocitat de filtració s’ha de mantenir constant o dins d’uns límits acceptables. Per a aconseguir això, l’organisme realitza diferents tasques, com la regulació de la pressió de les arteries renals i la resistència trobada a les arterioles aferents i aferents, o la secreció d’hormones. A grans trets, els mecanismes son els següents:
A nivell intrínsec:
- Resposta miogènica
- Retroalimentació túbul-glomerular
A nivell extrínsec o sistèmic:
- Mecanismes hormonals
- Control neural
La resposta miogènica és la dilatació o contracció de les arterioles.
- La constricció de les arterioles aferents decrementa la GFR
- La dilatació de les arterioles aferents incrementa la GFR
La retroalimentació afecta la pressió arterial sistèmica, quan és elevada els fluid filtrat flueix a major velocitat a través dels túbuls renals i això implica que el túbul contornejat i la nansa de Henle tenen menys temps per a reabsorbir el sodi, calci i l’aigua. Les cèl·lules de la màcula densa detecten l’augment de l’arribada de sodi, calci i aigua i inhibeixen l’alliberació d’òxid nítric per les cèl·lules de l’aparell juxtaglomerular. L’òxid nítric és vasodilatador (nota: si esteu posats en fitness i/o culturisme potser heu usat algun d’aquest suplements alguna vegada perquè donen una sensació de bombeig muscular “de la ostia” en els entrenaments, que tinguin alguna funció pràctica més seria tema apart) per tant al disminuir el NO, les arterioles es tanquen i flueix menys sang i així es redueix la GFR.
En canvi, quan la pressió és baixa, el mateix aparell juxtaglomerular allibera la hormona renina, que activa l’anomenat sistema de la Renina-Angiotensina-Aldosterona (RAAS), que genera vasoconstricció, augmenta la pressió arterial i garanteix així, en teoria, un major flux renal.
Sistema de la Renina – Angiotensina – Aldosterona (clic per veure en més gran). Bufa, s’està posant complicada la cosa!
Part dels mecanismes pels quals se segrega la renina i comença el RAAS és degut a un estímul del sistema nerviós simpàtic, que segrega hormones com la adrenalina i noradrenalina, que activen uns receptors anomenats alfa-adrenèrgics que inicien el cicle (ma o menos).
Reabsorció i secreció tubular
La reabsorció (que s’anomena així i no simplement absorció, degut a que els materials ja han estat prèviament absorbits als intestins abans d’arribar aquí) és el procés pel qual els soluts i l’aigua retornen a la sang. El 99% del líquid que passa a través dels túbuls renals (proximals i distals) acaba sent reabsorbit. El moviment d’aigua és facilitat a través de la hormona auaporina.
Per a que la reabsorció tingui lloc depèn d’uns transportadors, que com indica el nom, transporten aquestes substàncies altre cop cap a la sang. Trobem de tres tipus:
- Transportadors actius – Utilitzen el sodi (Na+) com a co-transportador de soluts com la glucosa, els aminoàcids i els electròlits.
- Transportadors passius – Transporten aigua, urea, clorurs i fosfats.
(Nota: del curs aquest de la Duke University, això és el tema 11. El tema 1 parla sobre homeòstasi, osmosis, fluid intersticial, canals de transport, etc. conceptes densos que ara s’estan usant per a descriure funcions del sistema urinari- És xungo d’entendre llavors sense haver vist primer aquest tema. Però, irònicament, costa entendre el tema 1 sense un context com el del tema 12. Realment jo encara no ho entenc massa bé ^^¡).
En principi la glucosa i els aminoàcids es reabsorbeixen totalment, mentre que els electròlits parcialment, i altres substàncies com la urea i la creatinina ho fan bastant malament, per tant la majoria acaben excretant-se. Això no és sempre 100% així, ja que apareix un concepte anomenat màxim rati de transport, que representa la màxima quantitat de substància que es pot transportar a través dels túbuls renals i aquests transportadors.
Per exemple, en el cas de la glucosa, el màxim rati d’absorció és de 370mg. Si hi ha massa nivells de glucosa en sang, finalment part d’ella acabarà apareixent a la orina, cosa que es coneix com a glucosúria. Això es dona en casos de diabetis mellitus, on els nivells de sucre en sang solen estar constantment elevats degut a la resistència a la insulina.
La secreció mou els components tòxics i de rebuig en general que no es reabsorbiran, de la sang al lumen. Algunes d’aquestes substàncies ja les hem comentat: creatinina i urea, altres serien hormones i fàrmacs (com la penicil·lina) i els electròlits sobrants, especialment ions de potassi (K+), hidrògen (H+) i amoni (NH4+).
Va, un altre vídeo per a ajudar a entendre tot una mica millor. El vídeo és mut i es fa estrany però això de les partícules circulant com a simulació m’ha molat 😀
[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=8kZxTdxlbqc&w=640&h=360]
Aquesta secreció de substàncies ajuda a la vegada a regular el pH de la sang, que es mou en uns rangs molt específics de 7.35 a 7.45. Típicament el pH de la orina estarà al voltant de 6, però per a mantenir el balanç òptim de la sang (el cos vol mantenir el pH de la sang estable a tota costa -> homeòstasi) variarà la secreció de partícules que comentàvem, així que el pH de la orina podrà ser més variable.
Excreció de l’orina
Finalment, després de passar per les tres fases anteriors, el líquid dels túbuls arriba a al túbul col·lector, on encara es pot reabsorbir aigua. La hormona anti-diurètica (ADH o vasopressina), produïda per l’hipotàlem i segregada per la hipòfisi, controla la permeabilitat de l’aigua del túbul al llarg de la seva longitud.
En presència de ADH, el túbul es torna més permeable i així s’absorbeix més aigua i part del sodi que hi quedi, estimulat per la aldosterona. Això passa quan la osmolaritat plasmàtica baixa, el que faria que el volum sanguini baixi, d’aquesta manera es contraresta l’efecte. Per això quan un està deshidratat, la vasopressina augmenta, ja que el cos vol reabsorbir el màxim de líquid possible per tal de fer front la pèrdua d’aigua. Per això és important hidratar-se bé a les curses sobretot quan fa calor i es perd molta aigua! El RAAS vist anteriorment també juga el seu paper en aquest cas, activa la sensació de set, fent que ens motivi a ingerir aigua. Però si ignorem aquesta senyal i el cos finalment no pot obtenir l’aigua necessària i l’estat osmòtic del cos fluctua massa, és quan arriben els problemes…
La idea general és que en funció de lo concentrat que estigui el plasma (més o menys quantitat de solubles com sodi, potasi, etc…) l’organisme regula a través de la vasopressina aquesta la quantitat d’aigua que ha de soltar o retindre per tal de regular el volum (osmosi) per a mantenir el correcte funcionament de l’organisme (homeòstasi).
El nivell d’orina que se segrega per a mantenir aquest balanç s’anomena diüresis, en condicions normals, tenim diüresi normal, típicament entre 1 i 1.5 litres d’orina al dia. En funció de canvis com els comentats anteriorment en la osmolaritat i la pressió la diüresi canvia. En un estat hipertònic (alta concentració de soluts) la orina estarà molt concentrada (quan pixem groc fort!) i normalment la diüresi serà reduïda (pixarem poc). En canvi, en un estat hipotònic (poca concentració de soluts) donat per un excés de fluids, la diüresi serà elevada, és a dir, excretarem molta orina i més diluïda (quan pixem transparent!).
Certs aspectes poden tenir un efecte extern sobre la diüresi i augmentar-la per sobre de lo normal (més de 1mL/min d’excreció) com alguns medicaments o suplements, que per això coneixem amb el nom de diürètics.
Ronyons, eritropoyetina i vitamina D
Deixant de banda les funcions de depuració i balanç de líquids, els ronyons també controlen dos aspectes molt importants de l’organisme a nivell químic.
Per un costat, el ronyó produeix la hormona glicoproteica eritropoyetina, que estimula la formació d’eritròcits (glòbuls vermells). En cas d’insuficiència renal, si aquest mecanisme no funciona bé, pot contribuir a la anèmia. Per l’altre, ajuden al organisme a utilitzar la vitamina D o calcitriol (el ronyó sembla que n’és el principal productor), de la que ja s’ha parlat en alguna ocasió al blog, i que té una funció vital al organisme en molts aspectes diferents, típicament relacionada amb la salut cardiovascular i dels ossos a través de mecanismes reguladors del calci.
I per acabar…
Deixo un Powerpoint que he trobat que ho resumeix prou bé i amb força imatges de cadascun dels sub-sistemes vists fins aquí.
[slideshare id=72252&style=border: 1px solid #CCC; border-width: 1px 1px 0; margin-bottom: 5px;&sc=no]
Conclusions
Bufa, com de costum, quan pensava en fer els resums no esperava invertir-hi tanta estona. Aquest és un dels 12 temes del curs i aquesta setmana faig l’examen del tercer bloc, que inclou els temes 9,10,11 i 12. Si hagués de fer resums de tot em moriria! Però, val a dir que m’ha anat de conya, abans de redactar el post no tenia ni idea, hagués fet l’examen a cegues, ara tinc els conceptes molt més clars, tot i que lluny de comprendre-ho tot.
De cara al blog hi ha temes que m’haguessin interessant molt més explicar potser que el sistema urinari. Penso en el sistema endocrí, reproductor i els mecanismes de regulació de la energia (temes 7 a 9) que expliquen coses que s’alineen millor amb els meus principals temes d’interès: fitness, recomposició corporal, rendiment esportiu, etc… però bueno, s’ha donat així per casualitat.
Potser més endavant em decideixo a portar-los al blog, també! No estaria mal que el blog tingués tots els apartats necessaris per a cobrir la fisiologia humana al 100%. Amb la bibliografia facilitada pel grau ja he cobert una petita part del sistema esquelètic-muscular, també.
Decididament, he de pensar en una nova descripció pel blog, me n’adono que ha derivat cap a algo més que un blog només dedicat a la nutrició.
Uhm… m’agrada, crec que algo així posare! Si és que hi cap a la descripció xD
