APPARATO URINARIO
FUNZIONE: escrezione
Regolazione equilibrio fra introduzione e perdita di
acqua ed
elettroliti. Regolazione volemia
e
pressione arteriosa. Eliminazione prodotti del
metabolismo (soprattutto proteico) e tossici (es.
farmaci); ricupero sostanze utili. Regolazione pH
ORGANIZZAZIONE FUNZIONALE: produzione
del filtrato; riassorbimento; secrezione.
Glomerulo:
(filtrazione)
Tubulo contorto
prossimale:
Tubulo contorto
distale:
L’unità
funzionale
(riass. Facoltativo)
del rene è il
nefrone
(riass. obbligatorio)
Dotto collettore:
(riass. acqua)
Ansa di Henle:
(concentrazione)
UNITA’ FUNZIONALE: il nefrone
glomerulo
tubulo contorto prossimale
ansa di Henle - tratto discendente
ansa di Henle - tratto ascendente
tubulo
contorto
distale
(apparato
juxtaglomerulare)
dotto collettore
bacinetto renale
uretere
vescica
uretra
VASCOLARIZZAZIONE RENALE: arterie
interlobari, arterie arciformi, arterie
interlobulari e vene corrispondenti, glomeruli,
capillari peritubulari, vasa recta
INNERVAZIONE RENALE: fibre nervose
simpatiche; fibre afferenti
GLOMERULO: arteriola afferente, capillari
glomerulari, arteriola efferente, capsula di
Bowman
composizione della membrana filtrante:
endotelio capillare, fenestrature; membrana
basale; podociti
FORMAZIONE DELL’ULTRAFILTRATO:
pressione idrostatica glomerulare: equilibrio fra
resistenza afferente ed efferente (60 o 40 mmHg)
pressione idrostatica capsulare (12 mmHg)
pressione colloido-osmotica del plasma (25-35 mmHg)
pressione colloido-osmotica del filtrato (0 mmHg)
pressione di filtrazione = 23 –13 mmHg oppure da 13 a 0
velocità di filtrazione glomerulare; autoregolazione;
determinazione (clearance dell’inulina o della creatinina)
VFG = U*V/P
composizione dell’ultrafiltrato; pressione osmotica
CLEARANCE
(DEPURAZIONE) DI UNA
SOSTANZA: VOLUME DI
PLASMA DAL QUALE LA
SOSTANZA E’ RIMOSSA PER
AZIONE DEL RENE NELL’UNITA’
DI TEMPO
[ ] urinaria x Volume di
urina escreto nell’unità
di tempo
CLEARANCE =
quantità escreta nell’unità di tempo
[ ]plasmatica
SE UNA SOSTANZA W:
FILTRA “LIBERAMENTE”
LA SUA CLEARANCE CI DÀ LA MISURA DELLA
FILTRAZIONE GLOMERULARE
MECCANISMI DI TRASPORTO
diffusione semplice
diffusione facilitata (glucosio, aminoacidi)
trasporto attivo (la maggior parte degli ioni)
cotrasporto (zuccheri, aminoacidi, acido lattico,
fosfati, cloro, idrogeno)
trasporto compensativo (sodio/calcio, sodio/H+,
+
sodio/K , Cl /HCO3 )
Funzione delle proteine trasportatrici:
specificità unidirezionalità, asimmetria sulle
membrane cellulari, coesistenza di trasportatori
diversi sulla stessa cellula, saturabilità
Trasporto massimo, soglia renale
Trasporto dell’acqua
I PROCESSI TUBULARI
(RIASSORBIMENTO E SECREZIONE)
IL RIASSORBIMENTO DI
SODIO È IL “MOTORE”
RIASSORBIMENTO DI ACQUA E SODIO
IL TRATTAMENTO RENALE DEL POTASSIO
LA QUOTA PRINCIPALE DEL
SODIO È RIASSORBITA NEL
TUBULO PROSSIMALE IN
MODO “OBBLIGATORIO”…
…ASSIEME
ALL’ACQUA
LA QUOTA DEL SODIO
REGOLATA È QUELLA CHE
RIMANE NEL TUBULO
DISTALE E NEL DOTTO
COLLETTORE: IL SISTEMA
RENINA-ANGIOTENSINAALDOSTERONE
L’APPARATO JUXTAGLOMERULARE
IL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA
IL SISTEMA
RENINAANGIOTENSINAALDOSTERONE
IL TRATTAMENTO
RENALE DEL
POTASSIO
Trasporto tubulare massimo
split
Volume filtrato (mg/min)
VARIAZIONI DELLA COMPOSIZIONE DEL
FILTRATO
Riduzione di volume: da 125 ml/min a 1 ml/min
NEL TUBULO CONTORTO PROSSIMALE
Riassorbimento (obbligatorio) del 60% del
filtrato: tutte le sostanze nutrienti (glucosio,
aminoacidi)
Sodio, cloro e acqua
Altri ioni
Concentrazione di altre sostanze e
assorbimento per diffusione: in particolare urea
Secrezione di: ioni idrogeno, potassio, fosfati
(paratormone); creatinina, ammoniaca, basi
organiche; molecole varie: neurotresmettitori,
farmaci, derivati dagli ormoni
CONCENTRAZIONE DELL’INTERSTIZIO
RENALE
Funzioni dell’ansa di Henle; meccanismo a
contro-corrente; riassorbimento di sodio, acqua
e urea
Variazioni di osmolarità nel nefrone
NEL TUBULO CONTORTO DISTALE
Scambio sodio/potassio o /idrogenioni. Ruolo
dell’aldosterone; assorbimento facoltativo
Riassorbimento complessivo di ulteriore 20%
del filtrato glomerulare
CONCENTRAZIONE DELL’URINA
Dotti collettori; ruolo dell’ADH; riassorbimento
dell’urea; ruolo dei vasa recta
Composizione dell’urina
REGOLAZIONE DELLA FUNZIONE RENALE
Autoregolazione del flusso renale
(determinazione del flusso plasmatico renale;
clearance del PAI); autoregolazione del filtrato
glomerulare. Apparato juxtaglomerulare:
controllo del volume filtrato, sistema
renina/angiotensina/ aldosterone. Controllo
ortosimpatico.
IL RIASSORBIMENTO DEL
SODIO E QUELLO
DELL’ACQUA POSSONO
ESSERE DISACCOPPIATI:
IL RUOLO DELL’ANSA DI
HENLE E DELL’ORMONE
ADH
MECCANISMO A CONTRO CORRENTE:
condizioni iniziali
300
300
300
Na
300
300
Na
H2O
300
H2O
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
Na
300
300
Na
H2O
Na
Na
H2O
Na
Na
H2O
Meccanismo
contro corrente
(“effetto singolo”
Moltiplicazione
controcorrente
300
300
300
300
300
300
320
320
280
300
300
100
300
320
320
280
320
320
150
300
300
320
320
280
400
400
300
300
300
300
320
320
280
700
700
600
300
300
300
320
320
280
1100
1100
1000
300
300
300
320
320
320
1200
1200
1200
IPOTALAMO E IPOFISI
1) ADH (Ormone Antidiuretico,
Adiuretina,Vasopressina)
2) OSSITOCINA
Tubulo contorto
distale:
Glomerulo:
L’unità
funzionale
(riass. Facoltativo)
del rene è il
nefrone
Aldosterone
(filtrazione)
Tubulo contorto
prossimale:
(riass. obbligatorio)
150-300
300
300
Dotto collettore:
(riass. acqua)
100
Ansa di Henle:
(concentrazione)
1200 1200
ADH
150 -1200
MINZIONE
Peristalsi ureterale
Vescica urinaria: proprietà passive;
caratteristiche funzionali della muscolatura
liscia
Riflesso della minzione: vie afferenti, centro
parasimpatico sacrale, nervi pelvici, vie
ascendenti, controllo efferente, ruolo degli
sfinteri
Riflesso uretrale
Effetti della ritenzione di urina
Comportamento nella sezione spinale
EQUILIBRIO IDROELETTROLITICO E
ACIDO-BASE
Definizione di equilibrio idrico, elettrolitico,
acido-base
Distribuzione dell’acqua nel corpo:
compartimento intracellulare (LIC) ed
extracellulare (LEC): plasma, linfa, liquidi
speciali (regolazione, ricambio)
Diversa distribuzione di cationi e anioni nel LIC
e nel LEC: ruolo delle pompe ioniche e della
permeabilità di membrana
La regolazione omeostatica controlla soltanto la
composizione del LEC. L’equilibrio elettrolitico
non è controllato direttamente: controllo della
volemia e dell’osmolarità
I movimenti dell’acqua avvengono soltanto per
osmosi o per gradienti idrostatici
Le risposte omeostatiche regolano, in parte,
l’introduzione e la perdita di acqua ed elettroliti:
equilibrio dinamico
Ruolo degli ormoni nel controllo del LEC:
aldosterone, ADH, ANP
Il volume di liquido è normalmente controllato
attraverso il contenuto totale di cloruro di sodio
Spostamenti di acqua fra compartimento intraed extra-cellulare: il LIC rappresenta la riserva
di acqua. Le variazioni di concentrazione del LEC
sono mantenute entro valori minimi: condizioni di
disidratazione e di iperidrosi
Squilibri elettrolitici: discrepanza fra
introduzione e perdite. Fase controllata
(intestino, rene); fase non controllata:
sudorazione, diarrea, vomito. Non si modifica la
concentrazione, ma il volume totale. Squilibri del
sodio controllati da meccanismi omeostatici.
Squilibri del potassio più rari, ma più pericolosi
(effetto sull’eccitabilità cellulare)
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Definizione di pH: valori normali, acidosi,
alcalosi
Definizione di sostanza tampone
Effetti dannosi delle alterazioni del pH:
controllo entro limiti stretti
SORGENTI DI IDROGENIONI
acidi volatili: biossido di carbonio = anidride
carbonica = CO2:
idratazione per anidrasi carbonica,
H2CO3 HCO3- + H+
acidi non volatili: solforico, fosforico
acidi organici: lattico, corpi chetonici
TAMPONI FISIOLOGICI
Proteine (cellule, plasma)
Emoglobina (globuli rossi)
Acido carbonico/bicarbonato
2-
-
PO4 /PO3 (fosfati)
CONSERVAZIONE DELL’EQUILIBRIO
ACIDO-BASE
Le sostanze tampone devono essere ripristinate,
attraverso due meccanismi principali:
compensazione respiratoria e
compensazione renale
RESPIRAZIONE: l’anidride carbonica è un prodotto di
scarto del metabolismo e viene continuamente
eliminata con la respirazione. La respirazione è
regolata in modo da mantenere la PCO2 a valori
elevati (40 mmHg). La CO2 è in equilibrio con il
bicarbonato, per cui nei liquidi corporei è conservata
una riserva di bicarbonati. L’aumento degli
idrogenioni (acidosi metabolica) è tamponato dal
sistema dei bicarbonati, con aumento della PCO2,
che stimola la respirazione: viene aggiustato il pH,
ma con l’eliminazione della CO2 vengono persi
bicarbonati. Il contrario succede quando si riducono
gli idrogenioni (alcalosi metabolica). La riserva di
bicarbonati è ripristinata dal rene
RENE: nel filtrato passano ioni idrogeno, anidride
carbonica, bicarbonato e altri tamponi. Nei tubuli
può avvenire escrezione di idrogenioni e
riassorbimento di bicarbonato. Le cellule tubulari
contengono anidrasi carbonica, per cui normalmente
producono ioni bicarbonato (che ritornano nel
plasma) e ioni idrogeno, che vengono secreti in
scambio con il sodio. Il pH del filtrato non deve
scendere sotto a 4,5 perché si bloccherebbe
l’escrezione di idrogenioni; gli H+ escreti si legano
ai tamponi presenti nel filtrato. L’attività delle
cellule tubulari è regolata dal pH del sangue: in
acidosi aumenta la produzione di bicarbonato e
l’escrezione di idrogenioni, in alcalosi avviene il
contrario
ALTERAZIONI DELL’EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Cause: da alterazioni respiratorie (iper- o ipoventilazione) o metaboliche (alterata
introduzione, alterata perdita, alterata
produzione metabolica, alterata gestione
renale):
acidosi respiratoria (ipercapnia)
alcalosi respiratoria (ipocapnia)
acidosi metabolica (ipocapnia)
alcalosi metabolica (ipercapnia)
