Fisiologia del rene

FISIOLOGIA DEL RENE

Pressione nei capillari glomerulari:45mmHg (> rispetto a capillari sistemici in cui è 37mmHg)

Pressione in arteriola efferente e capillari peritubulari:8mmHg

Pressione nelle vene peritubulari:4mmHg

PERMEABILITA'

Passano

Peso molecolare      <69.000 (Glc,elettroliti,microglobuline)

(albumina PM=69.000 come punto di riferimento)

Dimensioni                            <8nm

Carica   positive e neutre fino a 8nm

Negative tra 4-6 nm(le glicoproteine dei capillari e della membrana basale sono carichi negativamente e ne ostacolano la filtrazione)            

Velocità di filtrazione glomerulari(VFG):quantità di filtrato al minuto:125ml/min = 180 l/d

Nel tubulo renale viene riassorbito il 99,4% dell'acqua della preurina(filtrato glomerulare) perciò si formerà solo 1 l/d.

Clearance (C_x)di una sostanza:misura della capacità di depurazione dei reni nei confronti di tale sostanza nell'unità di tempo.

Concentr.sost.nell'urina U_x per Flusso urinario nell'unità di tempo V diviso Concentr.sost. nel plasma P_x

C_x= U_x x V / P_x

Inulina(esogena) e Creatina(endogena) hanno clearence uguale a VFG

Caratteristiche: non legate a proteine plasmatiche che ne impediscono la filtrazione

Non riassorbita ne secreta da tubuli

Non metabolizzata o immagazzinata nel rene

Non tossica

RIASSORBIMENTO

Riassorbimento del sodio(99,4% in tutte le parti del tubulo)

Concentrazioni:         150 mEq/l nel plasma 90 mEq/l nelle urine

Metodi di riassorbimento

Tubulo contorto prossimale:  cotrasporto sodio-Glc

Cotrasporto sodio-aa

Cotrasporto sodio-Pi

Cotrasporto sodio-lattato

Scambiatore sodio-idrogeno

Tratto ascendente spesso dell'ansa di Henle: cotrasportatore sodio-potassio-cloro

Scambiatore sodio-idrogeno

Tubulo contorto distale:         cotrasporto sodio-cloro

Dotto collettore:                      canale per il sodio

Pompe sodio/potassio ATPasi trasportano sodio nel LEC mantenendo bassa la concentrazione intracellulare e favorendo l'ingresso del sodio dal lume tubulare.         

Riassorbimento del Glucosio (100% nel TCP)

Soglia renale per il Glc:200 mg/dl

Glicemia normale dopo un pasto:70-100 mg/dl

Dal lume alla cellula:Trasportatore SGLT2 : simporto 1:1 con il sodio

Dalla cellula al capillare:trasportatore GLUT2

Riassorbimento acqua (99,4% dell'acqua filtrata)

1. Tubulo contorto prossimale:permeabile all'acqua per presenza acquaporina1;riassorbito il 60-70% dei soluti che creano gradiente osmotico che facilita il riassorbimento del 60-70% di acqua.(il liquido è isosmotico al plasma)

2. Ansa di Henle,braccio discendente:permeabile all'acqua

Ansa di Henle,braccio ascendente:non permeabile all'acqua.

Nel Tratto ascendente spesso dell'ansa di Henle vi sono delle pompe basolaterali sodio/potassio ATPasi in quantità maggiore che nelle altre parti del tubulo,che abbassano la concentrazione intracellulare di sodio in modo che ulteriore sodio sia trasportato dal lume nella cellula dal cotrasportatore sodio-potassio-cloro e dallo scambiatore sodio-idrogeno.In questo modo il LEC tra i due bracci diventa ipertonico e l'acqua fuoriesce dal braccio discendente dell'ansa riassorbendone un altro 15%.

3. il liquido che passa nel TCD è ipotonico(perché il tratto ascendente dell'ansa ha riassorbito molti soluti):essendo il TDC leggermente permeabile si ha quindi riassorbimento di un altro 5% di acqua.

In questo tratto agisce anche l'aldosterone che stimola il riassorbimento di sodio(e relativo riassorbimento di acqua) e l'escrezione di potassio inducendo un aumento delle pompe sodio/potassio ATPasi basolaterali e dei canali apicali.

4. Nella porzione corticale del dotto collettore il liquido è ancora ipotonico e un 10% viene riassorbito per azione della vasopressina(ADH) che stimola l'inserimento di acquaporina 2 sulla membrana luminale(senza azione ADH questa porzione è impermeabile all'acqua)

5. Nella porzione midollare del dotto collettore il liquido è isosmotico,ma l'ADH stimola qui l'inserimento di canali per l'urea che riassorbita contribuisce all'osmolarità del LEC nella midollare con relativo riassorbimento di un altro 5% di acqua e formazione di urina ipertonica.

Riassorbimento obbligatorio:nel TCP,nell'ansa di Henle

Riassorbimento facoltativo(mediato da aldosterone e ADH): nel TCD,nel dotto collettore(è la quota che regola la concentrazione di acqua nell'urina.

MECCANISMO A CONTROCORRENTE:meccanismo con cui si attua un aumento dell'osmomolarità interstiziale nelle piramidi della midollare con formazione di un gradiente di osmolarità con valori maggiori dell'osmolarità verso l'apice della piramide.

Un sistema a controcorrente è un sistema nel quale la via di afflusso(tratto discendente ansa di Henle e vasi retti discendenti) decorre parallela e molto vicina ma in senso inverso alla via di deflusso(tratto ascendente ansa di Henle e vasi retti ascendenti)

È dato da :

funzionamento dell'ansa di Henle come moltiplicatore a controcorrente(processo in parte attivo)

le pompe del braccio spesso ascendente spostano sodio e cloro nell'interstizio,aumentandone l'osmolarità e l'interstizio quindi si equilibra assorbendo acqua dal braccio discendente.tuttavia il liquido isotonico continua ad affluire dal TCP al braccio discendente e il liquido ipotonico ad effluire dal braccio ascendente verso il TCD.In questo modo avremo che l'apice dell'ansa(e quindi l'apice delle piramidi)sarà ipertonico mentre il liquido che lascia il braccio ascendente sarà ipotonico(e quindi anche la base delle piramidi)          

funzionamento dei vasi retti come scambiatori a controcorrente(processo passivo)

il gradiente osmotico nelle piramidi è mantenuto dal fatto che la circolazione porta via il sodio e l'urea dagli spazi interstiziali creando nuovi gradienti.i soluti per diffusione escono dai vasi ascendenti e rientrano nei vasi discendenti mantenendo l'iperosmolarità nel tratto apicale dell'ansa.

ACIDIFICAZIONE DELL'URINA

È determinata dalla secrezione di H+

Nel TCP ad opera dello scambiatore Na/H(trasporto attivo secondario)

Nel TCD ad opera delle pompe protoniche(trasporto attivo) stimolate da aldosterone

Limite del pH dell'urina:4,5 (data da concentrazione di H+ in urine 1000 quella del plasma)

Il pH deve essere abbassato da sistemi tampone se si vogliono espellere ulteriori ioni H+.

Reazioni di tamponamento

Nel TCP l'H+ secreto reagisce con HCO3- formando H₂CO₃ che si scinde in H2O e CO2 ad opera dell'anidrasi carbonica sull'orletto a spazzola delle cellule del tubulo.La CO2 diffonde poi dal lume alle cellule dove formerà nuova H₂CO₃.In questo modo l'H+ contribuisce sia al riassorbimento di HCO3- ,sia a quello di Na+ tramite lo scambiatore.

Nel TCD e nei dotti collettori l'H+ secreto reagisce con il fosfato di basico (HPO₄^2-)formando fosfato monobasico(H₂PO₄^-) che non viene riassorbito,ma funge da tampone.

Sia nei TCP che nei TCD l'H+ secreto reagisce con l'NH3 secreta dal rene per dare NH4 non riassorbito,ma tamponante.

Tutte e 3 le reazioni hanno come conseguenza che per ogni H+ secreto,uno ione Na+ e uno ione HCO3- entrano nel torrente sanguigno.

SECREZIONE DI AMMONIACA

L'ammoniaca(NH₄⁺) è prodotta nelle cellule tubulari renali per la reazione: Glutammina glutammato + NH4 catalizzata dalla glutamminasi

E dalla successiva reazione:

glutammato a-chetoglutarato + NH4         catalizzata dalla glutammico deidrogenasi

L'ammoniaca che entra nel TCP è riassorbita nella parte spessa del braccio ascendente,mantenendo un'alta concentrazione di NH4 nelle piramidi midollari secondo il meccanismo a controcorrente.

Nei dotti tubulari l'NH4 entra nel liquido tubulare e viene escreto.