¿Qué es la cápsula de Bowman?
La cápsula de Bowman es una bolsa epitelial que rodea el glomérulo renal, y forma parte de la nefrona, que es la unidad responsable de filtrar la sangre que pasa por el riñón.
Fue denominada así en honor del médico oftalmólogo y anatomista inglés sir William Bowman, quien descubrió su existencia y publicó su descripción histológica en 1842.
Existe en la literatura una cierta confusión en relación con la nomenclatura de los segmentos iniciales de la nefrona, entre los cuales se incluye la cápsula de Bowman. A veces se describe como parte distinta al glomérulo y constituyendo con él el corpúsculo renal, mientras que para otros tiene función como integrante del glomérulo.
Independientemente de las descripciones anatómicas, el hecho es que ambos elementos están tan íntimamente asociados en su estructura y función, que el término glomérulo despierta en quien lo piensa la idea de una esferita con sus vasos.
De no ser así, la cápsula sería simplemente un receptáculo en el cual se vierte el líquido filtrado en el glomérulo, pero no tendría parte en el proceso mismo de filtración glomerular. Cosa que no es así, puesto que ella, como se verá, forma parte de ese proceso al cual contribuye de manera especial.
Estructura e histología de la cápsula de Bowman
La cápsula de Bowman es como una esfera diminuta cuya pared se invagina en el sector vascular. En dicha invaginación la cápsula es penetrada por el ovillo de capilares, que se origina en la arteriola aferente y que aporta sangre al glomérulo, de donde también sale la arteriola eferente que saca la sangre del glomérulo.
El extremo opuesto de la cápsula, llamado polo urinario, se presenta como si la pared de la esfera tuviera un agujero al cual se conecta el extremo del primer segmento que inicia la función tubular propiamente dicha, es decir, el túbulo contorneado proximal.
Esta pared externa de la cápsula es un epitelio plano, y se denomina epitelio parietal de la cápsula de Bowman. Cambia de estructura al hacer la transición hacia epitelio del túbulo proximal en el polo urinario y hacia epitelio visceral en el polo vascular.
El epitelio invaginado se llama visceral porque envuelve los capilares glomerulares como si estos fueran una víscera. Está formado por unas células llamadas podocitos que abrazan, recubriéndolos, a los capilares y que tienen características muy particulares.
Los podocitos se organizan en una sola capa, emitiendo prolongaciones que se interdigitan con las prolongaciones de podocitos vecinos, dejando unos espacios entre ellos llamados poros en hendidura o rendijas de filtración, y que son soluciones de continuidad para el paso del filtrado.
Los podocitos y las células endoteliales a las que recubren sintetizan una membrana basal sobre la cual se apoyan y que también posee soluciones de continuidad para el paso de agua y sustancias. Las células endoteliales son fenestradas y permiten también la filtración.
Así que estos tres elementos, endotelio capilar, membrana basal y epitelio visceral de la cápsula de Bowman, constituyen en conjunto la membrana o barrera de filtración.
Funciones de la cápsula de Bowman
- Filtración glomerular. La cápsula está asociada al proceso de filtración glomerular. Por un lado, porque de ella forma parte la cubierta epitelial de podocitos que envuelve los capilares glomerulares. Además, contribuye a la síntesis de la membrana basal sobre la cual se apoya este epitelio y el endotelio capilar glomerular. El filtrado glomerular es el precursor de la orina.
- Protección del filtrado inicial. La cápsula de Bowman actúa como una barrera física para evitar que las células sanguíneas y las proteínas grandes pasen al filtrado. Esto se debe a la acción conjunta de las paredes del glomérulo y las células especializadas llamadas podocitos.
- Transporte del filtrado hacia el túbulo proximal. El líquido filtrado en el espacio de la cápsula fluye hacia el túbulo contorneado proximal, donde comienza el proceso de reabsorción de sustancias útiles para el cuerpo.
- Regulación de la presión. Está implicada indirectamente en la regulación de la presión en el glomérulo, ya que la cantidad de filtrado depende de la presión sanguínea y de los mecanismos de autorregulación renal.
Determinantes de la magnitud de la filtración glomerular de la cápsula de Bowman
Una variable que recoge la magnitud del proceso de filtración glomerular es el llamado volumen de filtración glomerular (VFG), que es el volumen de líquido que se filtra en la totalidad de los glomérulos en la unidad de tiempo. Su valor normal promedio es de unos 125 ml/min o 180 L/día.
La magnitud de esta variable está determinada desde el punto de vista físico por dos factores, a saber, el llamado coeficiente de filtración, o ultrafiltración (Kf), y la presión efectiva de filtración (Peff). Es decir: VFG = Kf x Peff (ecuación 1).
- Coeficiente de filtración (Kf). El coeficiente de filtración (Kf) es el producto de la conductividad hidráulica (LP), que mide la permeabilidad al agua de una membrana en ml/min por unidad de área y unidad de presión impulsora, por el área de superficie (A) de la membrana filtrante, es decir Kf = LP x A (ecuación 2). La magnitud del coeficiente de filtración indica el volumen de líquido que se filtra por unidad de tiempo y por unidad de presión efectiva impulsora. Aunque es muy difícil de medir directamente, se puede obtener a partir de la ecuación 1, dividiendo VFG/Peff. El Kf en los capilares glomerulares es de 12,5 ml/min/mmHg por c/100 g de tejido, valor unas 400 veces más alto que el Kf de otros sistemas capilares del cuerpo, en donde se pueden filtrar unos 0,01 ml/min/mmHg por 100 g de tejido. Comparación que muestra la eficiencia filtrante glomerular.
- Presión efectiva de filtración (Peff). La presión efectiva de filtración representa el resultado de la suma algebraica de las distintas fuerzas de presión que favorecen o se oponen a la filtración. Existe un gradiente de presión hidrostática (ΔP) y otro de presión osmótica (oncótica, ΔП) determinado por la presencia de proteínas en el plasma. El gradiente de presión hidrostática es la diferencia de presión entre el interior del capilar glomerular (PCG = 50 mmHg) y el espacio de la cápsula de Bowman (PCB = 12 mmHg). Como se ve, este gradiente está dirigido del capilar a la cápsula y promueve el desplazamiento de líquido en ese sentido. El gradiente de presión osmótica mueve líquido de menor a mayor presión osmótica. Solo las partículas que no filtren ejercen este efecto. Las proteínas no filtran. Su ПCB es 0 y en el capilar glomerular ПCG es de 20 mmHg. Este gradiente mueve líquido de la cápsula al capilar. La presión efectiva se puede calcular aplicando Peff = ΔP–ΔП; = (PCG-PCB) – (ПCG-ПCB); =(50-12)-(20-0); =38-20 = 18 mmHg. Existe, pues, una presión efectiva o neta de filtración de unos 18 mmHg que determina un VFG de unos 125 ml/min.
Índice de filtración (IF) de las sustancias presentes en el plasma hacia la cápsula de Bowman
Es un indicador de la facilidad (o dificultad) con que una sustancia presente en el plasma puede atravesar la barrera de filtración. El índice se obtiene dividiendo la concentración de la sustancia en el filtrado (FX) entre su concentración en el plasma (PX), es decir: IFX= FX/ PX.
El rango de valores del IF está entre un máximo de 1 para aquellas sustancias que filtren libremente, y 0 para aquellas que no filtran nada. Los valores intermedios son para partículas con dificultades intermedias. Mientras más cerca de 1 el valor, mejor la filtración. Más cercano a 0, más difícil filtra.
Uno de los factores que determina el IF es el tamaño de la partícula. Las que tienen diámetros menores de 4 nm filtran libremente (IF=1). A medida que el tamaño crece y se acerca al de la albúmina, el IF se va reduciendo. Partículas del tamaño de la albúmina, o mayores, tienen IF de 0.
Otro factor que contribuye a determinar el IF son las cargas eléctricas negativas en la superficie molecular. Las proteínas tienen mucha carga negativa, lo que se añade a su tamaño para dificultar su filtrabilidad. La razón es que los poros tienen cargas negativas que repelen las de las proteínas.
Referencias
- Ganong, W.F. Renal Function and Micturition, in Review of Medical Physiology. 25th ed. McGraw Hill Education.
- Guyton, A.C., Hall, J.E. The Urinary System, in Textbook of Medical Physiology. 13th ed. Elsevier Inc.
- Lang, F., Kurtz, A. Niere, in Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie. 31 th ed. Springer Medizin Verlag.
- Silbernagl, S. Die funktion der nieren, in Physiologie. 6th ed. Georg Thieme Verlag.
- Stahl, R.A.K. Niere und ableitende Harnwege, in Klinische Pathophysiologie. 8th ed. Georg Thieme Verlag.